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Moteur asynchrone monophasé (condensateur de démarrage ou permanent ?)

Quoi de plus facile que de brancher un moteur monophasé : 2 fils et la terre. Hélas le problème devient plus hardi lorsque l’on veut changer le sens de rotation car justement il n’y a que 2 fils !!!!

le type le plus fréquent dans la vie de tous les jours 95 % des moteurs vendus, mais 25 % de la consommation électrique  généralement de basse puissance 

– applications : • réfrigérateurs

                         • lave-vaisselle

                         • laveuses

                         • …

Tout comme le moteur triphasé, des courants sont induits dans cage d’écureuil,  MAIS lorsque le moteur est à l’arrêt, le champ n’est pas tournant, à l’arrêt, le rotor est soumis à forces égales mais opposées. 

moteur-monophase.png 

Et Si on lance le rotor à la main ? 

 Flux dû au courant statorique & flux dû au courant rotorique donne naissance à un champ tournant

  • vitesse du champ = vitesse synchrone
  •  phénomène complexe ! 
  • mise en rotation du rotor !
  • production d’un couple
  • vitesse se stabilise sous la vitesse synchrone

Comment démarrer le moteur ? 

Il faut créer un champ tournant de démarrage, pour créer un champ tournant, il suffit de deux phases décalées spatialement de 90° et parcourues par des courants déphasés au plus le déphasage entre les courants est proche de 90°, au plus le champ aura une variation “circulaire ”et le couple produit par le rotor sera grand et constant. 

Comment créer deux phases à partir du réseau monophasé ? 

Rajouter un bobinage supplémentaire, dit bobinage de démarrage, en parallèle avec le bobinage principal, à 90° degrés du bobinage principal, dit bobinage de marche. 

Comment créer un déphasage entre les courants de chaque bobinages ? 

En donnant un diamètre différent aux deux bobinages (moteurs à phase auxiliaire résistive)

Ou

En rajoutant une capacité en série avec le bobinage de démarrage (moteurs à phase auxiliaire capacitive

Selon les lois de l’électricité, ces deux effets créent un déphasage de courant.

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Inversion du sens de rotation en monophasé:

L’inversion de sens de rotation d’un moteur monophasé  peut s’avérer de très facile à plus compliquée suivant le type de moteur mono.

Il faut en effet distinguer 2 catégories en mono tension 230 Volts : 

  • Monophasé
  • Biphasé

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Bobinage monophasé:

- Le bobinage en monophasé avec 2 enroulements : 1 enroulement principal et 1 enroulement auxiliaire (la résistance de l'enroulement auxiliaire est supérieure à celle du principal car les enroulement sont fin et donc la résistance élevée).

(4 fils)

 bobines-moteur 

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Bobinage en biphasé:

avec 2 enroulements distincts de mêmes caractéristiques. 

(4 fils)

bobines-moteur

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Moteur 3 fils de sorties

Avec 3 fils de sorties monophasé et biphasé peuvent êtres confondus :

Pour repérer le monophasé du biphasé il n’y a qu’une solution c’est celle de mesurer à l’ohmmètre la résistance des enroulements  entre 1, 2 et 3, tout en ayant connaissance que dans un «type monophasé » la résistance de l’enroulement auxiliaire est beaucoup plus grande que celle de l’enroulement principal,  et  dans le «type  biphasé » les 2 enroulements sont identiques.

Dans le 1er cas (monophasé) les mesures entre :

  • 1 et 3,  la résistance va être supérieure
  • 1 et 2,  la résistance va être inférieure
  • 3 et 2 la résistance va être moyenne

moteur-1.png 

Dans le 2ème cas (biphasé) les mesures entre :

  • 1 et 3,  la résistance va être supérieure
  • 1 et 2 ou 3 et 2, la résistance va être inférieure à 1 et 3 mais égale entre 1et 2 ou 3 et 2.

moteur-2.png 

C’est uniquement par comparaison et en  connaissant le type de mesure que l’on peut  déterminer  quel est le type de couplage du moteur. 

Donc pour 3 fils de sorties : dans le cas du moteur biphasé aucun problème pour l’inversion, pour le cas du monophasé il n’y a pas d’autre solution que de reprendre les connexions au stator.

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Inversion monophasé

Le principe d’inversion du sens de rotation est toujours le même : les 2 enroulements étant branchés en parallèles, il suffit d’inverser un enroulement par rapport à l’autre

moteur-monophase-6.png

à noter que le moteur peut posséder un contact centrifuge il est incorporé au moteur, dans le cas contraire il faudra rajouter un relais d'intensité ou relais électronique

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Inversion biphasé

Il suffit d’intervertir l’alimentation secteur aux bornes du condensateur pour le changement de rotation du moteur.

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Artifice de démarrage: "CONDENSATEUR PERMANENT OU DE DEMARRAGE ?"

Voir aussi => Moteur monophasé (condensateur de démarrage) / Moteur monophasé (condensateur permanent)

Pour pouvoir fournir une intensité plus importante à l’enroulement de démarrage, nous devrons utiliser un condensateur.  

Rôle du condensateur :

le condensateur va permettre de donner un surplus d’intensité de sorte à obtenir le déphasage nécessaire a la phase auxiliaire.

Il existe 2 sortes de condensateur de démarrage :  

Les condensateurs de marche (dis de permanence): qui ont une faible capacité (rarement plus de 30 microfarads uF) sont conçus pour rester sous tension en permanence sans aucun échauffement excessif.

Les condensateurs de démarrage: possèdent une importante capacité pouvant dépasser les 100 microfarads. Ils doivent absolument pas resté sous tension sinon ils s’échauffent très rapidement et risquent d’exploser. (un contact centrifuge va venir s'ouvrir et ainsi déconnecter le condensateur de démarrage) 

moteur-monophase-4.png 

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Choix d’un moteur monophasé: 

à phase auxiliaire résistive :

  •  le plus courant, pour couples de démarrage moyens
  •  démarrages peu fréquents
  •  60 W- 250 W
  •  pour ventilateurs, pompes centrifuges, machines à laver, brûleurs, petites machines-outils telles que des tours, des meules, etc. 

à phase auxiliaire capacitive : Voir aussi => Moteur monophasé (condensateur de démarrage)

  •  pour forts couples de démarrage ou charges de grandes inerties
  •  0.5 kW - 8 kW
  •  pour outils fixes tels scies de table, compresseurs; appareils domestiques (aveuses, séchoir à linge, équipement de ferme, convoyeurs); gros ventilateurs, des pompes à piston, etc.

à condensateurs permanents :Voir aussi => Moteur monophasé (condensateur permanent)  

  •  pour faible couples de démarrage
  •  faible puissance car mauvais rendement
  •  simples; robustes, faibles coûts de maintenance
  •  silencieux
  •  pour les séchoirs à cheveux, humidificateur, four à micro-ondes, etc. 

universels série :

  • pour grandes vitesses
  • pour poids et encombrement faibles
  • pour outils portatifs, aspirateurs domestiques, petites machines-outils 

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