Table des matières - GEEA.ORG

1 MACHINES TOURNANTES - MOTEUR ASYNCHRONE (MAS) Table des mati res 1 Pr Rappel en lectromagn tisme :..3 Avantages du conomies d' nergie, coconception, d veloppement durable : la normalisation en vigueur au 26/03 2 Constitution et fonctionnement du Moteur Asynchrone triphas ..7 Constitution (r sum )..7 Accessoires de 3 Principe de fonctionnement du moteur asynchrone triphas ..9 4 Pr sentation physique du Plaque Plaque signal tique ou plaque d 5 Formules et relations, couplage, sens de Tensions et Influence des variations de tension sur le fonctionnement du Sens de Expression de la puissance lectrique = puissance absorb Fr quences - Fr quence (Vitesse) de synchronisme = fr quence du champ Fr quence (Vitesse) de rotation du moteur = fr quence de rotation du Fr quences (vitesses) de synchronisme Calcul du Vitesse angulaire :..15 Puissance m canique : puissance 6 Courbes caract ristiques du MAS et des diff rentes Allures de couples r sistants caract ristiques.

2 16 D marrage direct du MAS : courbes caract ristiques ..16 Point de fonctionnement du moteur en Quadrants de 7 Choix du mat riel de d part-moteur ..17 8 Maintenance des 9 Autres d marrages du MAS ..20 D marrage toile-triangle ..22 Cons Cas d'impossibilit ..23 Inconv Influence de la position du relais thermique sur son r Autres d D marrage par D marrage par limination de r sistances au stator (ou d marrage statorique) ..25 D marrage rotorique ou limination de r sistances au D marrages lectroniques (voir chapitre sur la variations de vitesse )..26 Conclusion sur les d marrages de 10 Freinage des moteurs Freinages Freinage par injection de courant continu (principe identique au frein par courant de Foucault)..28 Freinage hyper Freinage par contre Freinages m Frein appel de Frein manque de Synth se sur les freinages de moteurs 11 Annexes Les services (CEI 60034-1).

3 32 Mode de fixation et position de montage (CEI 60034-7)..33 Les modes de refroidissement (CEI 60 034-6) : code IC (International Cooling)..34 PMS-LFMD ocument r f. MAS - le Moteur , version du 15 avr. 2012 Page 1 sur 34 PMS-LFMD ocument r f. MAS - le Moteur , version du 15 avr. 2012 Page 2 sur 34 1 Pr ambule Rappel en lectromagn tisme : tout conducteur soumis une variation de champ produit une force lectromotrice induite pouvant tre l origine de courant, s il existe un circuit lectrique tout conducteur parcouru par un courant produit un champ magn tique dont l allure dans le temps lui est identique (aux ph nom nes de saturation pr s).On appelle machines lectriques les convertisseurs d nergie lectrique bas s sur les lois de l lectromagn distingue deux sortes de machines : les machines tournantes (moteur, g n ratrice, alternateur) la machine statique (transformateur)Dans les machines tournantes, on distingue : les moteurs : convertissent l nergie lectrique en nergie m canique.

4 Les g n rateurs : convertissent l nergie m canique en nergie moteur asynchrone repr sente environ 80% du parc moteurs lectriques , c est de loin le plus r me si les solutions lectroniques du 21 me si cle ont tendance faire d velopper d'autres Avantages du MAS une maintenance r duite car pas de balais ni collecteur (voir paragraphe 8 Maintenance des MAS) sa robustesse son prix (facile produire, en s rie) conomies d' nergie, coconception, d veloppement durable : la normalisation en vigueur au 26/03/12 . Nouvelle norme de classification du rendement des moteurs lectriques : CEI 60034-30 (Septembre 2008)Actuellement, diverses normes de rendement pour les moteurs asynchrones existent dans des r gions et des pays diff rents du globe. Il peut galement s agir suivant les r gions d une recommandation ou d une r glementation l gale. Outre les diverses normes et lois sur les classes de rendement, il existe aussi toute une vari t de m thodes de test diff rentes pour d terminer le rendement.

5 Ainsi, non seulement est-il difficile de comparer les diff rentes classes de rendement sur le plan international, mais la certification pour chaque march des moteurs fabriqu s demande beaucoup d est pourquoi la CEI a d velopp une norme visant harmoniser les classes de rendement au niveau mondial. La nouvelle norme CEI 60034-30:2008 doit remplacer les divers syst mes nationaux. Dans le m me temps, la norme CEI 60034-2-1:2007 introduit un nouveau proc d de mesure des rendements qui doit galement tre harmonis au niveau r f. MAS - le Moteur , version du 15 avr. 2012 Page 3 sur 34La norme internationale CEI 60034 applicable aux machines lectriques tournantes pour moteurs triphas s induction cage mono-vitesse, pr c demment regroup s sous les classes d'efficacit EFF1 EFF3 (cette classification a disparu officiellement depuis le 16 juin 2011, elle n'est pr sent e ici que pour des raisons de correspondance avec des machines d j install es): EFF1 Moteurs haut rendement EFF2 Moteurs efficacit renforc e EFF3 Moteurs normauxLa norme CEI 60034 est d sormais modifi e par une partie 30 (CEI 60034-30): classes de rendement pour les moteurs induction triphas s cage mono-vitesse (code IE).

6 Elle propose une norme unifi e internationalement qui classe les moteurs induction basse tension dans de nouvelles classes de rendement: IE3 Rendement premium IE2 Haut rendement IE1 Rendement standard (commercialisation interdite depuis le 16 juin 2011)Cette classification remplace donc les classes de rendement EFF, NEMA/EPAct Mexique, la norme en vigueur, (NOM-016-ENER-2010 pour moteurs triphas s de 0,746 373kW) n'y fait r f rence qu' titre bibliographique :NOM-016-ENER-2010, art. 14. Concordancia con normas internacionales : Esta norma oficial mexicana no concuerda con ninguna norma internacional, por no existir referencia alguna en el momento de su elaboraci , ses sp cifications se rapprochent souvent de la classification IE3, plus rarement de Donc un peu en avance sur l'Europe dans le calendrier d'application ! noter que n'y sont inscrits que les moteurs aliment s le 16 juin 2011, tous les moteurs commercialis s doivent donc tre IE2 ou IE3.

7 Compter du 1er janvier 2015, seuls les moteurs IE3 seront autoris s pour un fonctionnement en ligne direct, bien que les moteurs IE2 avec variateur de vitesse soient aussi admis pour la plage de puissance de 7,5 - r f. MAS - le Moteur , version du 15 avr. 2012 Page 4 sur 34 compter du 1er janvier 2017, seuls les moteurs IE3 seront autoris minima impos s par la CEI 60034source : Leroy Somer - NOUVELLES NORMES ET DIRECTIVES DE RENDEMENT APPLICABLES AUX MOTEURS INDUCTION TRIPHAS S CAGEE xclusions de l' coconceptionEn raison de leur service cyclique, les servomoteurs sont norme ne s'applique pas non plus : aux moteurs con us pour fonctionner en immersion compl te dans un liquide aux moteurs compl tement int gr s dans un produit aux moteurs con us sp cifiquement pour fonctionner dans au moins une condition suivante : altitude > 1 000 m tres au-dessus du niveau de la mer, temp ratures d'air ambiant > 40 C, temp rature de service maximale > 400 C,PMS-LFMD ocument r f.

8 MAS - le Moteur , version du 15 avr. 2012 Page 5 sur 34 temp ratures d'air ambiant < -15 C pour tous les moteurs ou < 0 C pour les moteurs avec refroidissement air, temp rature de l'eau de refroidissement <5 C ou >25 C l'entr e du moteur dans des atmosph res potentiellement explosibles, telles que d finies dans la directive ATEX 94/9/CE; aux que la CEI 60034 ne s'applique pas ces cas, certains constructeurs ont d cid s de l'appliquer dans leur fabrication (exemple : Moteur frein FCR de Leroy Somer).Et pour finir, un argument commercial :PMS-LFMD ocument r f. MAS - le Moteur , version du 15 avr. 2012 Page 6 sur 34 2 Constitution et fonctionnement du Moteur Asynchrone triphas . Constitution (r sum ) le stator : c est la partie magn tique fixe du MAS. Elle comporte des enroulements qui, aliment s en nergie lectrique, vont produire un champ magn tique tournant.

9 Le stator est fix sur la carcasse. le rotor : partie libre en rotation comportant des conducteurs qui seront soumis au champ tournant. Ces conducteurs peuvent tre soit des bobines (technologie en voie de disparition) soit des barres de cuivres ; on parle alors de rotor en court-circuit (ou cage d cureuil1). La rotation possible gr ce aux paliers support s par la carcasse. la plaque bornes : fix e sur la carcasse, elle comporte un ensemble de 6 bornes permettant de connecter les bobines statoriques l alimentation lectrique en effectuant le couplage (voir paragraphe ). la plaque d identification (ou plaque signal tique)2 : fix e sur la carcasse, elle repr sente la fiche d identit du MAS (voir paragraphe ).Mais, comment fabrique-t-on un MAS Haut Rendement ? La figure ci-dessous illustre certains proc d s employ s (source : revue Mesures , num ro 822 de f vrier 2010 )1 Cage d cureuil : jaula de ardilla dans les normes mexicaines, donc traduction litt rale int signal tique : placa de datos dans les normes mexicainesPMS-LFMD ocument r f.

10 MAS - le Moteur , version du 15 avr. 2012 Page 7 sur 34 Accessoires de surveillance La temp rature du moteur est un l ment essentiel surveiller ! Certaines techniques de protection en font une surveillance indirecte par valuation de l chauffement d au courant absorb (cas du relais de protection thermique). Mais il est galement possible de pr voir ce contr le lors de l'achat du moteur. Ci-apr s, un exemple de mat riels courants int grables par le constructeur (source : Leroy Somer) :Les PTO ou PTF portent parfois d'autres noms : ipsotherme (pour les moteurs), Klixon (dans les chauffages) ou thermostat bim tallique voire simplement thermocontact. Ils fonctionnent sur le principe du thermistances (CTN et CTP) sont galement d sign es par RTD (Resistance Temperature Detector).PMS-LFMD ocument r f. MAS - le Moteur , version du 15 avr. 2012 Page 8 sur 34 3 Principe de fonctionnement du moteur asynchrone triphas On dispose sur le stator trois bobines identiques reparties g om triquement 120 l une de l trois bobines aliment es par trois tensions d cal es 120 lectrique (p riode = 360 ), issues donc d un syst me triphas , produisent un champ magn tique tournant (champ inducteur), le rotor se trouvant au centre de ce champ.