Comment faire fonctionner un moteur à induction triphasé sur une alimentation monophasée ?

Faire fonctionner un moteur à induction 3 Φ sur une alimentation monophasée – 3 méthodes

Selon le type d'alimentation en courant alternatif, les moteurs à induction sont classés en deux types ; moteur à induction triphasé et moteur à induction monophasé. Dans la plupart des applications industrielles et agricoles, un moteur à induction triphasé est largement utilisé par rapport à un moteur à induction monophasé.

En raison d'un manque de puissance, l'alimentation triphasée n'est pas disponible en permanence dans les applications agricoles. Dans ce cas, une phase est déconnectée du commutateur de fonctionnement en groupe (GOS). Ainsi, la plupart du temps, deux phases sur trois sont disponibles. Mais avec une disposition particulière, il n'est pas possible de faire fonctionner un moteur triphasé sur une alimentation monophasée.

Comme nous le savons, le moteur à induction triphasé est un moteur à démarrage automatique. Comme l'enroulement du stator du moteur à induction triphasé génère un champ magnétique tournant. Cela créera un déphasage de 120˚. Mais, dans le cas d'un moteur à induction monophasé, un champ magnétique pulsé est induit. Par conséquent, un moteur à induction monophasé n'est pas un moteur à démarrage automatique. Il nécessite un auxiliaire supplémentaire pour le démarrage.

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Idem ici, nous avons besoin d'un arrangement supplémentaire pour faire fonctionner un moteur à induction triphasé sur une alimentation monophasée. Il existe trois méthodes ;

• Utilisation d'un condensateur statique (méthode de déphasage)
• Utilisation du VFD (entraînement à fréquence variable)
• Utilisation du convertisseur rotatif

Dans cet article, nous discuterons brièvement de chaque méthode.

Utilisation d'un condensateur statique

Lorsque nous alimentons en courant alternatif triphasé le stator du moteur à induction triphasé, un champ magnétique rotatif équilibré variant dans le temps à 120 ° est produit. Mais dans le cas d'un moteur à induction monophasé, un champ magnétique pulsé est induit. Et dans ce cas, le couple initial (couple de démarrage) n'est pas produit. Dans un moteur à induction monophasé, un enroulement supplémentaire est utilisé pour créer un déphasage. Au lieu d'un enroulement de démarrage, un condensateur ou une inductance est également utilisé pour créer un déphasage.

Similaire à ce principe, nous pouvons utiliser l'enroulement triphasé d'un moteur à induction triphasé et décaler un enroulement à l'aide d'un condensateur ou d'une inductance. Une fois que le moteur à induction triphasé a démarré sur une alimentation monophasée, il fonctionne en continu à capacité réduite. La puissance nette ou l'efficacité du moteur est réduite de 2/3 ^rd de sa capacité nominale.

Cette méthode est également connue sous le nom de méthode du convertisseur de phase statique ou méthode de déphasage ou méthode de rembobinage .

Dans certains arrangements, deux condensateurs sont utilisés ; un pour démarrer et le second pour courir. Le condensateur de démarrage a une capacité 4 à 5 fois supérieure à celle d'un condensateur en marche. Le schéma de circuit de cet arrangement est illustré dans la figure ci-dessous.

Le condensateur de démarrage n'est utilisé qu'à des fins de démarrage. Il se déconnectera du circuit après le démarrage. Le condensateur en marche reste toujours dans le circuit. Ici, comme le montre la figure, le moteur est connecté en étoile. Et les deux condensateurs sont connectés entre deux phases d'enroulement.

L'alimentation monophasée a deux bornes. Une borne est connectée à la combinaison en série de l'enroulement et la seconde borne est connectée à une borne restante de l'enroulement triphasé. Parfois, un seul condensateur est utilisé. Ce type d'arrangement est illustré dans la figure ci-dessous.

Dans la plupart des cas, les petits moteurs à induction sont connectés en étoile. Ici, nous avons pris un moteur à induction triphasé connecté en étoile. Un autotransformateur est utilisé pour augmenter le niveau de tension. Parce que le niveau de tension de l'alimentation triphasée est de 400-440 V et le niveau de tension de l'alimentation monophasée est de 200-230 V pour 50 Hz d'alimentation.

Nous pouvons utiliser ce circuit sans utiliser d'autotransformateur. Dans ce cas, le niveau de tension reste à la puissance monophasée (200-230 V). Dans cette condition également, le moteur fonctionnera. Mais comme la tension est faible, le couple produit par le moteur est faible. Ce problème peut être résolu en connectant un condensateur de démarrage supplémentaire (fig-1). Ce condensateur est appelé condensateur de démarrage ou condensateur à verrouillage de phase.

Si vous devez inverser le sens du moteur, modifiez le schéma de connexion comme indiqué dans la figure ci-dessous.

Limites :

Les limites de la méthode du condensateur statique sont répertoriées ci-dessous.

• La puissance de sortie du moteur à induction triphasé est réduite de 2/3 ^rd de puissance à pleine charge.
• Cette méthode peut être utilisée à des fins temporaires. Il n'est pas adapté aux applications fonctionnant en continu.
• Dans cette méthode, l'effet de chargement est continu en deux phases. Cela réduira la durée de vie du moteur.

Utilisation de VFD

VFD signifie entraînement à fréquence variable . C'est un appareil qui sert à contrôler le moteur (vitesse réglable en marche). Le VFD ajuste le courant d'entrée d'un moteur en fonction de la demande (charge). Ce dispositif permet au moteur de fonctionner efficacement dans des conditions de charge variables.

Cette méthode est préférable pour faire fonctionner un moteur à induction triphasé sur une alimentation monophasée. Dans ce cas, une alimentation monophasée disponible est fournie en entrée au VFD. Le VFD convertit l'alimentation monophasée en courant continu par redressement. Encore une fois, il convertit l'alimentation CC en une alimentation CA triphasée. Et la fréquence de la sortie triphasée est ajustée par VFD.

Par conséquent, la puissance disponible (monophasée) est donnée au VFD, et la sortie (puissance triphasée) du VFD est utilisée comme entrée d'un moteur triphasé. Il élimine également le courant de pointe lors du démarrage du moteur. Il fournit également un démarrage en douceur d'un moteur de l'arrêt à la condition de pleine vitesse. Il existe différents types et calibres de VFD disponibles pour différentes applications et différents moteurs. Il vous suffit de choisir le VFD approprié pour vos applications.

Le coût d'un VFD est supérieur à celui d'un condensateur statique. Mais cela donne de meilleures performances du moteur. Le coût du VFD est inférieur à celui du convertisseur de phase rotatif. Ainsi, dans la plupart des applications, le VFD est utilisé à la place des convertisseurs de phase rotatifs.

Avantages du VFD :

Les avantages de l'utilisation de VFD pour faire fonctionner un moteur à induction triphasé sur une alimentation monophasée.

• En ajustant le paramètre du VFD, nous pouvons obtenir un démarrage progressif du moteur.
• Il est facile d'exploiter les meilleures performances avec une plus grande efficacité.
• Il dispose d'une fonction d'autodiagnostic qui est utilisée pour protéger le moteur contre les surtensions, les surcharges, les surchauffes, etc.
• Il est programmé pour obtenir un contrôle automatique du moteur.

Utilisation du convertisseur de phase rotatif

Une autre méthode utilisée consiste à faire fonctionner un moteur à induction triphasé sur une alimentation monophasée à l'aide d'un convertisseur de phase rotatif (RPC). Ce processus est très coûteux. Il donnera les meilleures performances par rapport à toutes les autres méthodes. Parce que le convertisseur de phase rotatif génère un signal triphasé parfait à la sortie. De plus, il n'est pas largement utilisé car le coût du convertisseur rotatif est très élevé.

Le schéma de connexion du convertisseur de phase rotatif est illustré dans la figure ci-dessous.