Résumé sur les moteurs électriques

A la fin de cette étude portant sur les moteurs électriques, vous êtes à présent en mesure de mieux comprendre leur fonctionnement en plus d'être apte à faire quelques interventions.

Ces mêmes notions ont permis, par la suite, de développer les points de sécurité qui sont propres aux interventions sur les moteurs. Citons, en guise d'exemple, le port et l'utilisation des équipements de protection individuelle (lunettes, bottes, outils à poignée isolée, …) et le cadenassage des équipements, que ce soit du côté électrique ou mécanique du moteur.

Les plaques signalétiques et de branchement :

Vous avez vu les divers renseignements importants que l'on pouvait retrouver sur la plaque signalétique, tels le type de moteur, sa puissance, sa vitesse ainsi que son intensité et sa tension nominale. Par la suite, une description de chacun de ces éléments vous a permis de mieux comprendre leur signification et leur importance. La description du schéma de branchement, pour sa part, a su vous fournir les données nécessaires pour effectuer correctement les connexions entre le moteur et sa source.

Principes généraux de fonctionnement des moteurs, vous a permis de vous familiariser avec la terminologie des moteurs.

Les termes suivants ont été définis :

- Puissance (P) : valeur de la puissance que le moteur fournit ;

- Rendement () : pourcentage de puissance électrique que le moteur peut transformer en puissance mécanique ;

- Couple (T) : mesure de l'effort tournant que le moteur développe.

Les principes de fonctionnement de chacune des familles de moteur :

Ainsi, les moteurs à courant continu fonctionnent grâce à une interaction entre la tension de la source et la force contre électromotrice (FCEM).

Les caractéristiques des moteurs CC sont : grand courant lors du démarrage ; contrôle de la vitesse relativement souple.

Les moteurs à courant alternatif monophasés, pour leur part, sont tributaires d'un phénomène qu'on appelle "champ tournant", lequel se forme dans le stator et crée les forces nécessaires pour entraîner le rotor.

Dans le cas des moteurs monophasés, ce champ est produit en ajoutant une bobine auxiliaire ou en modifiant la construction du stator.

Les moteurs triphasés utilisent également le champ tournant. Cette fois-ci, cependant, c'est le déphasage entre les trois phases qui cause la rotation du champ. La vitesse de ces types de moteur varie principalement en fonction de la fréquence et du nombre de paires de pôles du moteur n_s = .

Les moteurs à courant continu :

• soit le moteur série ;
• le moteur à excitation séparée ;
• le moteur composé ;
• le moteur à aimants permanents.

Vous avez vu que ce qui les différenciait, c'était la façon de brancher l'enroulement de l'inducteur à l'induit. Donc :

- moteur série : bobinage de l'inducteur en série avec l'induit ;

- moteur à excitation séparée : bobinage de l'inducteur en parallèle avec l'induit ou indépendant ;

- moteur composé : deux bobinages d'inducteur, dont un en série et un en parallèle ;

- moteur à aimants permanents : l'excitation est obtenue à partir d'aimants permanents.

Vous avez également bénéficié d'une description de l'utilisation des balais pour permettre le passage de l'inducteur à l'induit. Ensuite, vous avez vu que les divers enroulements étaient identifiés par des lettres comme : induit (A₁, A₂) ; enroulement à dérivation (F₁, F₂) ; enroulement série (S₁, S₂).

Pour terminer, vous avez appris que pour inverser le sens de rotation des moteurs CC, vous deviez inverser les sens du branchement de l'induit ou de(s) l'inducteur(s).

Les moteurs monophasés :

Vous avez alors pu constater qu'un moteur à induction ne pouvait démarrer sans aide extérieure s'il ne possédait qu'un enroulement. La solution la plus utilisée pour résoudre ce problème consiste à ajouter ce qu'on appelle un enroulement auxiliaire. Celui-ci produit le déphasage nécessaire à la création du champ tournant.

Les moteurs qui utilisent ce principe sont :

• moteur à phase auxiliaire résistive ;
• moteur à phase auxiliaire capacitive ;
• moteur à condensateur permanent.

Parmi ces trois types, le moteur à condensateur permanent est le seul dont l'enroulement auxiliaire demeure branché, même lorsque le moteur a atteint sa vitesse.

Pour ce qui est des deux autres moteurs, on doit débrancher l'enroulement auxiliaire pour ne pas l'endommager. Cela se fait généralement à l'aide d'un interrupteur centrifuge. Il est possible d'inverser le sens de rotation du moteur en inversant le branchement de la phase auxiliaire ou de la phase principale.

En ce qui concerne les moteurs à phase auxiliaire résistive ou capacitive, on doit les arrêter avant d'inverser le sens de rotation puisque l'enroulement auxiliaire est débranché une fois que le moteur est en marche.

Les moteurs à courant alternatif triphasé :

Vous savez maintenant qu'il y a deux grandes familles de moteurs triphasés, à savoir les moteurs asynchrones et les moteurs synchrones.

Le terme synchrone signifie que le moteur tourne exactement à la même vitesse que le champ tournant.

Les moteurs asynchrones se divisent en deux groupes, différentiables par leur rotor : cage d'écureuil ou rotor bobiné.

Dans les deux cas, les enroulements du stator peuvent être branchés en étoile ou en triangle. Il est à noter que les moteurs asynchrones tournent toujours moins rapidement que le champ tournant et que si la charge appliquée est trop grande, le moteur décrochera et s'arrêtera.

Le moteur synchrone, pour sa part, maintient une vitesse constante. Cette dernière est obtenue en ajoutant une excitatrice à courant continu, en série avec le rotor du moteur. Celle-ci est activée lorsque le moteur a presque atteint sa vitesse synchrone. Cette étape s'appelle l'accrochage du moteur. L'inversion du sens de rotation des moteurs triphasés est très simple : il suffit d'inter-changer le branchement de deux des trois phases.

Vous en savez maintenant beaucoup plus sur les moteurs électriques. Ces connaissances constituent une base sur laquelle vous appuyez pour faciliter vos interventions sur les divers moteurs de l'usine.