Le moteur monophasé fonctionne sur la base d'un courant alternatif via une connexion monophasée. La tension dans ce réseau doit être la norme 220 V et la fréquence doit être de 50 Hertz. Ces moteurs sont principalement utilisés dans les appareils ménagers, les pompes, les petits ventilateurs, etc.
La puissance des moteurs monophasés est également suffisante pour électrifier les maisons particulières, les garages ou les gîtes de vacances. Ces conditions sont basées sur un réseau monophasé de 220 V, ce qui impose certaines exigences quant à la procédure de connexion du moteur. On utilise ici un circuit spécial qui incorpore un enroulement de démarrage.
Contenu
Schéma de raccordement des moteurs monophasés avec condensateur
Les moteurs monophasés de 220V sont connectés au réseau par un condensateur. Cela est dû à la nature de l'unité. Par exemple, un enroulement de courant alternatif dans le stator du moteur produit un champ magnétique dont les impulsions ne sont compensées que si la polarité est inversée à 50 Hz. Malgré le bruit caractéristique émis par le moteur monophasé, le rotor ne tourne pas. Le couple est créé en utilisant des enroulements de démarrage supplémentaires.
Afin de comprendre comment connecter un moteur monophasé à l'aide d'un condensateur, il suffit de considérer 3 schémas de fonctionnement utilisant un condensateur :
- condensateur de démarrage ;
- en cours d'exécution ;
- condensateur de marche et d'appel (combinés).
Chacun des schémas de connexion énumérés convient pour une utilisation avec des moteurs électriques monophasés asynchrones 220v. Cependant, chaque option a ses propres forces et faiblesses, et mérite donc d'être examinée plus en détail.
L'idée du condensateur de démarrage est de le connecter au circuit uniquement lorsque le moteur démarre. Pour ce faire, on utilise un bouton poussoir qui ouvre les contacts lorsque le rotor atteint le niveau de vitesse défini. Sa rotation ultérieure est due à la force d'inertie.
Le maintien du mouvement rotatif sur une longue période est assuré par le champ magnétique de l'enroulement principal du moteur monophasé avec condensateur. Un relais spécialement prévu à cet effet peut fonctionner comme un interrupteur.
Le circuit condensateur/moteur monophasé est composé d'un bouton poussoir qui ouvre les contacts lorsqu'ils sont ouverts. Cette approche permet de réduire le nombre de fils utilisés (un enroulement de démarrage plus fin peut être utilisé). L'utilisation d'un relais thermique est recommandée pour éviter les courts-circuits entre les bobines.
Lorsque des températures élevées critiques sont atteintes, cet élément désactive l'enroulement supplémentaire. La même fonction peut être assurée par un interrupteur centrifuge qui est installé pour ouvrir les contacts lorsque les valeurs de vitesse admissibles sont dépassées.
Des circuits appropriés sont développés pour le contrôle automatique de la vitesse et la protection contre la surcharge du moteur, et divers composants de correction sont incorporés dans la conception des unités. L'interrupteur centrifuge peut être monté directement sur l'arbre du rotor ou sur des éléments qui lui sont reliés (par accouplement direct ou par engrenage).
La force centrifuge agissant sur la charge a pour effet de tendre le ressort relié à la plaque de contact. Si la vitesse atteint une valeur définie, les contacts se ferment et le moteur n'est plus alimenté en courant. Un signal peut être transmis à un autre mécanisme de commande.
Il existe des variantes de circuit dans lesquelles un interrupteur centrifuge et un relais thermique sont inclus dans un seul composant. Cette solution permet de désactiver le moteur par le composant thermique (en cas de températures critiques) ou par l'élément extensible du commutateur centrifuge.
Si le moteur est connecté via un condensateur, les lignes de champ magnétique dans l'enroulement auxiliaire sont souvent déformées. Cela entraîne une augmentation des pertes de puissance, une réduction générale des performances de l'unité. Cependant, les bonnes performances au démarrage sont conservées.
L'utilisation d'un condensateur de marche dans le circuit de connexion d'un moteur monophasé avec enroulement de démarrage implique un certain nombre de caractéristiques distinctives. Par exemple, le condensateur n'est pas coupé après le démarrage et le rotor est mis en rotation par l'action impulsionnelle de l'enroulement secondaire. Cela augmente considérablement la puissance du moteur et, en sélectionnant la capacité du condensateur, la forme du champ électromagnétique peut être optimisée. Cependant, le démarrage du moteur est plus long.
La sélection d'un condensateur de capacité appropriée est effectuée en tenant compte de la charge de courant, ce qui permet d'optimiser le champ électromagnétique. Si les valeurs nominales sont modifiées, tous les autres paramètres fluctuent. L'utilisation de plusieurs condensateurs aux caractéristiques capacitives différentes permet de stabiliser la forme des lignes de champ magnétique. Cela permet d'optimiser les performances du système, mais introduit quelques complications lors de l'installation et de l'exploitation.
Une connexion de moteur monophasé combinée avec un enroulement de démarreur est conçue pour l'utilisation de deux condensateurs, un condensateur de marche et un condensateur de démarreur. Il s'agit de la solution optimale pour obtenir des performances moyennes.
Calcul de la capacité d'un condensateur de moteur
Il existe une formule complexe pour calculer la capacité exacte du condensateur nécessaire. Toutefois, de nombreuses années d'expérience professionnelle montrent que les recommandations suivantes sont suffisantes :
- 1 kW de puissance moteur nécessite 0,8 μF de condensateur de marche ;
- Le bobinage de départ exige que cette valeur soit 2 ou 3 fois plus élevée.
La tension de fonctionnement de ces appareils doit être 1,5 fois supérieure à la tension du réseau (dans notre cas, 220 V). Pour simplifier le processus de démarrage, il est préférable d'installer un condensateur marqué "Starting" ou "Start" dans le circuit de démarrage. Bien qu'il soit permis d'utiliser des condensateurs standard.
Inversion de la direction du moteur
Il est possible qu'une fois connectés, les moteurs monophasés tournent dans le sens opposé au sens souhaité. Ce n'est pas difficile à rectifier. Lorsque le circuit a été assemblé, un fil est sorti comme commun, un autre fil est passé au bouton. Pour changer le sens de rotation magnétique du moteur électrique, il faut intervertir ces 2 fils.
Articles connexes :
