Moteur asynchrone et variateur de fréquence

1. Le moteur asynchrone triphasé

Le moteur asynchrone à cage est l'actionneur le plus répandu de l'industrie : robuste, sans balais, sans entretien autre que les roulements. Le stator, alimenté en triphasé, crée un champ tournant ; le rotor à cage d'écureuil est entraîné par ce champ, mais tourne toujours un peu moins vite : c'est le glissement, indispensable pour qu'un courant soit induit dans la cage.

2. Lire la plaque signalétique

3. Couplage étoile ou triangle

Les six bornes U1, V1, W1 et U2, V2, W2 permettent deux couplages. En étoile (Y), les trois enroulements sont reliés par une extrémité commune et chacun reçoit la tension simple (U / √3). En triangle (Δ), chaque enroulement est branché entre deux phases et reçoit la tension composée U. La règle est simple : la plus petite tension de la plaque est la tension que supporte un enroulement.

4. Le variateur de fréquence

Le variateur redresse le réseau en continu (bus DC vers 565 V sur un réseau 400 V), puis un onduleur à transistors IGBT recrée un triphasé de fréquence et tension réglables par découpage (MLI, 2 à 16 kHz). Comme la vitesse dépend de la fréquence, on pilote le moteur de 0 à 50 Hz et au-delà. Pour garder le flux magnétique constant, le variateur maintient le rapport U / f constant : à 25 Hz, il fournit 200 V ; à 50 Hz, 400 V. Au-delà de 50 Hz, la tension plafonne et le couple disponible diminue.

1. 1.Données moteur : recopier la plaque (tension, courant, fréquence, vitesse, cos φ, puissance) dans le variateur. Ce sont les références de toutes les protections.
2. 2.Source de commande et de consigne : bornier (marche par contact, consigne 0-10 V ou 4-20 mA), réseau (Profinet, Modbus) ou clavier local.
3. 3.Fréquences : minimale (souvent 0 ou 5 Hz), maximale (50 Hz, parfois 60 ou plus si la mécanique le permet), fréquences à éviter (résonances).
4. 4.Rampes : temps d'accélération et de décélération, en secondes pour aller de 0 à la fréquence maximale.
5. 5.Protections : courant maximal, protection thermique moteur (image thermique ou sonde PTC), freinage (résistance de freinage si décélération rapide).
6. 6.Auto-réglage (autotuning) : le variateur mesure la résistance et l'inductance du moteur pour affiner sa commande, moteur à l'arrêt et découplé de préférence.