Il existe un certain nombre de types de moteurs électriques asynchrones. D’une part, vous avez les moteurs à rotor bobiné (avec anneaux), et d’autre part, les moteurs à cage (cage d’écureuil, double cage, fente profonde).
Comment fonctionne le moteur asynchrone ?
Il s’agit d’un dispositif compact, robuste et fiable qui fonctionne également comme un moteur à induction puisque son rotor est entouré d’un champ magnétique. Cependant, au lieu d’avoir trois enroulements de stator séparés du rotor comme son homologue synchrone, il n’en a qu’un seul.
Si vous observez le rotor d’un moteur synchrone depuis le bas, vous remarquerez qu’il ne comporte aucun pôle. Le siège des courants induits par le champ électromagnétique tournant est au contraire alimenté par le courant généré par un générateur électrique ou une batterie. Ce courant généré va générer un autre champ électromagnétique dans ce rotor, qui va alors tourner mais avec un petit glissement. Nous appelons ces moteurs asynchrones en raison de la fréquence du courant alternatif qui les alimente, rendez-vous sur ce site pour en découvrir d’avantage.
Le glissement (de 2 à 10% ) est la différence entre ces deux valeurs. Il a malheureusement une influence importante sur son rendement, qui tombe à environ 75 % à partir de 5 000 W. Nous allons passer de la traditionnelle tension d’alimentation monophasée de 230 V à la tension triphasée de 380 V afin d’obtenir des puissances et des rendements plus importants à partir de 5 000 W. Ces moteurs asynchrones triphasés sont également capables de tourner dans les deux sens en permutant deux des phases d’alimentation.
Le moteur asynchrone à rotor bobiné : très utilisé ces derniers temps
Dans un moteur à rotor bobiné, trois enroulements (bobines) sont situés sur le bord du rotor et sont reliés à des anneaux. Le rotor est entraîné par des balais qui frottent contre ces anneaux.
Le moteur bobiné est adapté aux utilisations qui nécessitent beaucoup de puissance et un couple de démarrage élevé, comme le traitement des minéraux. Ce type de moteur permet de modifier ou de diminuer la résistance du rotor.
Le moteur bobiné, quant à lui, est de moins en moins utilisé. En raison de l’utilisation croissante des variateurs de fréquence, ce type de moteur triphasé devient obsolète. De plus, en raison du remplacement des balais de puissance, les moteurs à rotor bobiné ont un coût de maintenance plus élevé que les moteurs à cage d’écureuil.
Le moteur asynchrone à cage avec un rotor à circuit court
Un moteur à cage d’écureuil a un rotor en court-circuit. Le rotor est constitué de barres (généralement en aluminium) qui sont reliées à chaque extrémité à un anneau. La cage d’écureuil est formée par la séquence de barres reliées aux deux anneaux.
Il n’y a pas de balais électriques, ce qui contribue à réduire les coûts de maintenance du moteur. Sa conception simple le rend également plus facile à entretenir. Les moteurs à cage sont également considérés comme plus durables que les entraînements à courant continu comparables.
Le moteur à deux temps est le moteur le plus utilisé dans le secteur, non seulement en raison de son faible coût, de sa facilité d’entretien et de sa robustesse, mais aussi parce qu’il peut être modifié électroniquement.
L’inconvénient d’un moteur à cage est qu’il a un faible couple de démarrage. Les moteurs à cage ne sont utilisés que dans les situations où le démarrage nécessite une quantité minimale de puissance (machines-outils, pompes, ventilateurs, etc.). Le démarrage sous charge (par exemple, les ascenseurs) est évité en raison des besoins élevés en énergie de démarrage et de redémarrage (qui peuvent être dangereux).
Quelles sont les déclinaisons du moteur ?
Il existe des variantes au moteur à cage d’écureuil, on peut citer notamment :
Le moteur à double cage
Le moteur à induction à cage d’écureuil est un type de moteur électrique utilisé dans les machines de petite taille, telles que les tondeuses à gazon et les tronçonneuses. Il possède deux cages d’écureuil : une pour le démarrage (à l’extérieur) et une pour le fonctionnement continu (à l’intérieur). Il combine les caractéristiques d’un moteur à cage d’écureuil avec celles d’un moteur à rotor bobiné.
Le moteur à encoches profondes
Il utilise l’effet de peau, avec des encoches plus profondes dans le rotor pour améliorer le démarrage. Ces deux versions ont un couple de démarrage plus élevé : elles sont mieux adaptées à la charge que les moteurs à cage unique.
Le moteur électrique et le monde environnemental
Une directive européenne impose, comme pour les autres automobiles, un taux de recyclage et de valorisation d’au moins 85% de la masse d’ici 2015. En réalité, le taux de récupération d’un VE ou d’un véhicule hybride est déjà supérieur à 96%.
Évidemment, la masse de la batterie et les métaux précieux qu’elle contient sont des facteurs critiques lorsqu’on parle d’un VE. Cela dit, elle est capable de remplir sa fonction pendant toute la durée de vie du véhicule, avec une durée de vie typique d’environ dix ans. L’autonomie sera moindre après cela, mais l’utilisation de l’automobile restera possible.