Lorsque la tension est réduite, le moteur, élément central d'un entraînement électrique, subit une série de modifications importantes. L'analyse détaillée de ces modifications ci-dessous vise à mieux comprendre l'impact de la réduction de tension sur les performances et les conditions de fonctionnement du moteur.
一、Changements actuels
Explication du principe : Selon la loi d'Ohm, la relation entre le courant I, la tension U et la résistance R est I=U/R. Dans les moteurs électriques, la résistance R (principalement la résistance statorique et la résistance rotorique) varie généralement peu. Par conséquent, une diminution de la tension U entraîne directement une augmentation du courant I. Pour différents types de moteurs électriques, la variation du courant sera identique à celle de la résistance statorique. Les manifestations spécifiques des variations de courant peuvent varier selon les types de moteurs.
Performances spécifiques :
Moteurs à courant continu : les moteurs à courant continu sans balais (BLDC) et les moteurs à courant continu avec balais subissent une augmentation significative du courant lorsque la tension diminue et que la charge reste constante. Cela s'explique par le fait que le moteur nécessite davantage de courant pour maintenir son couple de sortie initial.
Moteurs à courant alternatif : Pour les moteurs asynchrones, bien que le moteur réduise automatiquement sa vitesse pour s'adapter à la charge lorsque la tension diminue, le courant peut néanmoins augmenter en cas de charge plus importante ou de variation plus rapide. Pour les moteurs synchrones, si la charge reste inchangée lorsque la tension diminue, le courant ne variera théoriquement pas beaucoup, mais si la charge augmente, le courant augmentera également.
changement de couple et de vitesse
Variation du couple : Une baisse de tension entraîne généralement une diminution du couple moteur. En effet, le couple est proportionnel au produit du courant et du flux. Lorsque la tension diminue, même si le courant augmente, le flux peut diminuer par manque de tension, ce qui entraîne une diminution du couple global. Cependant, dans certains cas, comme pour les moteurs à courant continu, une augmentation suffisante du courant peut compenser dans une certaine mesure la baisse du flux, maintenant ainsi le couple relativement stable.
Variation de vitesse : Pour les moteurs à courant alternatif, notamment les moteurs asynchrones et synchrones, une baisse de tension entraîne directement une diminution de la vitesse. En effet, la vitesse du moteur est liée à la fréquence de l'alimentation et au nombre de paires de pôles. Cette baisse de tension affecte l'intensité du champ électromagnétique du moteur, ce qui réduit la vitesse. Pour les moteurs à courant continu, la vitesse est proportionnelle à la tension ; elle diminue donc en conséquence.
三、efficacité et chaleur
Rendement réduit : une tension plus basse entraîne un rendement moteur moindre. En effet, le moteur fonctionnant à basse tension nécessite davantage de courant pour maintenir sa puissance de sortie. Cette augmentation du courant augmente les pertes de cuivre et de fer, réduisant ainsi son rendement global.
Augmentation de la production de chaleur : En raison de l'augmentation du courant et de la baisse du rendement, les moteurs génèrent davantage de chaleur en fonctionnement. Cela accélère non seulement le vieillissement et l'usure du moteur, mais peut également déclencher le dispositif de protection contre la surchauffe, entraînant l'arrêt du moteur.
四, l'impact sur la durée de vie du moteur
Un fonctionnement prolongé sous tension instable ou dans un environnement basse tension réduit considérablement la durée de vie du moteur. En effet, la baisse de tension due à l'augmentation du courant, aux fluctuations de couple, à la chute de vitesse et à la baisse de rendement, entre autres, endommage la structure interne et les performances électriques du moteur. De plus, l'augmentation de la production de chaleur accélère le vieillissement du matériau d'isolation du moteur.
五、Contre-mesures
Afin de réduire l’impact de la réduction de tension sur le moteur, les mesures suivantes peuvent être prises :
Optimiser le système d'alimentation électrique : s'assurer que la tension du réseau d'alimentation est stable, pour éviter l'impact des fluctuations de tension sur le moteur.
Sélection de moteurs adaptés : lors de la conception et de la sélection des fluctuations de tension, tenez pleinement compte des facteurs de sélection de moteurs avec une large plage d'adaptation de tension.
Installer un stabilisateur de tension : installer un stabilisateur de tension ou un régulateur de tension à l'entrée du moteur pour maintenir la stabilité de la tension.
Renforcer la maintenance : inspection et entretien réguliers du moteur pour détecter et traiter les problèmes potentiels en temps opportun afin de prolonger la durée de vie du moteur.
En résumé, l'impact d'une réduction de tension sur le moteur est multiple : variations de courant, de couple et de vitesse, problèmes de rendement et de surchauffe, et impact sur la durée de vie du moteur. Par conséquent, dans les applications pratiques, des mesures efficaces doivent être prises pour réduire ces effets afin de garantir un fonctionnement sûr et stable du moteur.
Date de publication : 08/08/2024