La différence entre les différents types de moteurs

1. Différences entre les moteurs à courant continu et à courant alternatif

Schéma de structure du moteur à courant continu

Schéma de structure du moteur à courant alternatif

Les moteurs à courant continu utilisent le courant continu comme source d'alimentation, tandis que les moteurs à courant alternatif utilisent le courant alternatif comme source d'alimentation.

Structurellement, le principe des moteurs à courant continu est relativement simple, mais leur structure est complexe et leur entretien difficile. Le principe des moteurs à courant alternatif est complexe, mais leur structure est relativement simple et leur entretien est plus facile que celui des moteurs à courant continu.

En termes de prix, les moteurs à courant continu, à puissance égale, sont plus chers que les moteurs à courant alternatif. Le prix du moteur à courant continu, y compris le dispositif de régulation de vitesse, est plus élevé que celui du moteur à courant alternatif. Bien entendu, il existe également de grandes différences de structure et de maintenance.
En termes de performances, étant donné que la vitesse des moteurs à courant continu est stable et que le contrôle de la vitesse est précis, ce qui n'est pas réalisable avec les moteurs à courant alternatif, les moteurs à courant continu doivent être utilisés à la place des moteurs à courant alternatif sous des exigences de vitesse strictes.
La régulation de la vitesse des moteurs à courant alternatif est relativement complexe, mais elle est largement utilisée car les usines chimiques utilisent du courant alternatif.

2. Différences entre les moteurs synchrones et asynchrones

Si le rotor tourne à la même vitesse que le stator, on parle de moteur synchrone. Dans le cas contraire, on parle de moteur asynchrone.

3. La différence entre les moteurs à fréquence ordinaire et à fréquence variable

Tout d'abord, les moteurs ordinaires ne peuvent pas être utilisés comme moteurs à fréquence variable. Conçus pour fonctionner à fréquence et tension constantes, ils ne peuvent pas s'adapter pleinement aux exigences de régulation de vitesse des convertisseurs de fréquence. Ils ne peuvent donc pas être utilisés comme moteurs à fréquence variable.
L'impact des convertisseurs de fréquence sur les moteurs concerne principalement l'efficacité et l'élévation de température des moteurs.
Le convertisseur de fréquence peut générer différents degrés d'harmoniques de tension et de courant en fonctionnement, de sorte que le moteur fonctionne sous une tension et un courant non sinusoïdaux. Les harmoniques d'ordre élevé qu'il contient entraînent une augmentation des pertes de cuivre statoriques, de cuivre rotoriques, de fer et autres pertes.
La plus importante d'entre elles est la perte de cuivre du rotor. Ces pertes entraînent une production de chaleur supplémentaire, une réduction du rendement et de la puissance de sortie, et l'échauffement des moteurs ordinaires augmente généralement de 10 à 20 %.
La fréquence porteuse du convertisseur de fréquence varie de quelques kilohertz à plus de dix kilohertz, ce qui fait que l'enroulement du stator du moteur résiste à un taux de montée en tension très élevé, ce qui équivaut à appliquer une tension d'impulsion très raide au moteur, ce qui fait que l'isolation entre les spires du moteur résiste à un test plus sévère.
Lorsque les moteurs ordinaires sont alimentés par des convertisseurs de fréquence, les vibrations et le bruit causés par des facteurs électromagnétiques, mécaniques, de ventilation et autres deviennent plus compliqués.
Les harmoniques contenues dans l'alimentation à fréquence variable interfèrent avec les harmoniques spatiales inhérentes à la partie électromagnétique du moteur, formant diverses forces d'excitation électromagnétique, augmentant ainsi le bruit.
En raison de la large plage de fréquences de fonctionnement du moteur et de la grande plage de variation de vitesse, les fréquences des différentes ondes de force électromagnétique sont difficiles à éviter, ainsi que les fréquences de vibration inhérentes aux différentes pièces structurelles du moteur.
Lorsque la fréquence d'alimentation est faible, la perte causée par les harmoniques d'ordre élevé dans l'alimentation est importante ; deuxièmement, lorsque la vitesse du moteur variable est réduite, le volume d'air de refroidissement diminue en proportion directe du cube de la vitesse, ce qui fait que la chaleur du moteur n'est pas dissipée, l'augmentation de la température augmente fortement et il est difficile d'obtenir un couple de sortie constant.

4. La différence structurelle entre les moteurs ordinaires et les moteurs à fréquence variable

01. Exigences de niveau d'isolation plus élevées
En règle générale, le niveau d'isolation des moteurs à fréquence variable est de F ou supérieur. L'isolation à la terre et la résistance de l'isolation des spires du fil doivent être renforcées, et la capacité de l'isolation à résister aux tensions de choc doit être particulièrement prise en compte.
02. Exigences plus élevées en matière de vibrations et de bruit pour les moteurs à fréquence variable
Les moteurs à fréquence variable doivent tenir pleinement compte de la rigidité des composants du moteur et de l'ensemble, et essayer d'augmenter leur fréquence naturelle pour éviter la résonance à chaque onde de force.
03. Différentes méthodes de refroidissement pour les moteurs à fréquence variable
Les moteurs à fréquence variable utilisent généralement un refroidissement par ventilation forcée, c'est-à-dire que le ventilateur de refroidissement du moteur principal est entraîné par un moteur indépendant.
04. Différentes mesures de protection sont nécessaires
Des mesures d'isolation des roulements doivent être prises pour les moteurs à fréquence variable d'une puissance supérieure à 160 kW. L'asymétrie du circuit magnétique et le courant d'arbre sont particulièrement fréquents. L'association du courant généré par d'autres composants haute fréquence entraîne une augmentation importante du courant d'arbre, ce qui endommage les roulements. Des mesures d'isolation sont donc généralement prises. Pour les moteurs à fréquence variable à puissance constante, lorsque la vitesse dépasse 3 000 tr/min, une graisse spéciale résistante aux hautes températures doit être utilisée pour compenser l'augmentation de température du roulement.
05. Système de refroidissement différent
Le ventilateur de refroidissement du moteur à fréquence variable utilise une alimentation électrique indépendante pour assurer une capacité de refroidissement continue.

2. Connaissances de base des moteurs

Sélection du moteur
Les éléments de base requis pour la sélection du moteur sont :
Le type de charge entraînée, la puissance nominale, la tension nominale, la vitesse nominale et d'autres conditions.
Type de charge · Moteur à courant continu · Moteur asynchrone · Moteur synchrone
Pour les machines de production continue avec une charge stable et aucune exigence particulière pour le démarrage et le freinage, les moteurs synchrones à aimants permanents ou les moteurs asynchrones à cage d'écureuil ordinaires doivent être préférés, qui sont largement utilisés dans les machines, les pompes à eau, les ventilateurs, etc.
Pour les machines de production avec démarrages et freinages fréquents et nécessitant un couple de démarrage et de freinage important, telles que les ponts roulants, les monte-charges miniers, les compresseurs d'air, les laminoirs irréversibles, etc., il convient d'utiliser des moteurs synchrones à aimants permanents ou des moteurs asynchrones bobinés.
Pour les cas sans exigences de régulation de vitesse, où une vitesse constante est requise ou le facteur de puissance doit être amélioré, des moteurs synchrones à aimants permanents doivent être utilisés, tels que des pompes à eau de moyenne et grande capacité, des compresseurs d'air, des palans, des moulins, etc.
Pour les machines de production qui nécessitent une plage de régulation de vitesse supérieure à 1:3 et nécessitent une régulation de vitesse continue, stable et fluide, il est conseillé d'utiliser des moteurs synchrones à aimants permanents ou des moteurs à courant continu à excitation séparée ou des moteurs asynchrones à cage d'écureuil avec régulation de vitesse à fréquence variable, tels que les grandes machines-outils de précision, les raboteuses à portique, les laminoirs, les palans, etc.
D'une manière générale, le moteur peut être déterminé approximativement en fournissant le type de charge entraînée, la puissance nominale, la tension nominale et la vitesse nominale du moteur.
Cependant, si l’on veut répondre de manière optimale aux exigences de charge, ces paramètres de base sont loin d’être suffisants.
D'autres paramètres à fournir incluent : la fréquence, le système de travail, les exigences de surcharge, le niveau d'isolation, le niveau de protection, le moment d'inertie, la courbe de couple de résistance de charge, la méthode d'installation, la température ambiante, l'altitude, les exigences extérieures, etc. (fournis en fonction des circonstances spécifiques)

3. Connaissances de base des moteurs

Étapes de sélection du moteur
Lorsque le moteur tourne ou tombe en panne, les quatre méthodes consistant à regarder, écouter, sentir et toucher peuvent être utilisées pour prévenir et éliminer le défaut à temps afin de garantir le fonctionnement sûr du moteur.
1. Regardez
Observez s'il y a des anomalies pendant le fonctionnement du moteur, qui se manifestent principalement dans les situations suivantes.
1. Lorsque l'enroulement du stator est court-circuité, vous pouvez voir de la fumée sortir du moteur.
2. Lorsque le moteur est sérieusement surchargé ou fonctionne en perte de phase, la vitesse ralentit et un bourdonnement plus fort se fait entendre.
3. Lorsque le moteur fonctionne normalement, mais s'arrête soudainement, vous verrez des étincelles sortir de la connexion desserrée ; le fusible est grillé ou une pièce est coincée.
4. Si le moteur vibre violemment, il se peut que le dispositif de transmission soit bloqué ou que le moteur ne soit pas bien fixé, que les boulons de pied soient desserrés, etc.
5. S'il y a une décoloration, des marques de brûlure et des marques de fumée sur les points de contact et les connexions à l'intérieur du moteur, cela signifie qu'il peut y avoir une surchauffe locale, un mauvais contact au niveau de la connexion du conducteur ou un enroulement brûlé, etc.
2. Écoutez
Lorsque le moteur fonctionne normalement, il doit émettre un son « bourdonnement » uniforme et plus léger, sans bruit ni sons particuliers.
Si le bruit est trop fort, y compris le bruit électromagnétique, le bruit de roulement, le bruit de ventilation, le bruit de frottement mécanique, etc., il peut s'agir d'un phénomène précurseur ou de défaut.
1. Pour le bruit électromagnétique, si le moteur produit un son aigu, grave et fort, les raisons peuvent être les suivantes :
(1) L'entrefer entre le stator et le rotor est irrégulier. À ce moment, le son est aigu et grave, et l'intervalle entre les sons aigus et graves reste inchangé. Ce phénomène est dû à l'usure des roulements, qui rend le stator et le rotor non concentriques.
(2) Le courant triphasé est déséquilibré. Cela est dû à une mauvaise mise à la terre, un court-circuit ou un mauvais contact de l'enroulement triphasé. Un bruit très sourd indique une surcharge importante du moteur ou un fonctionnement en absence de phase.
(3) Le noyau de fer est desserré. Pendant le fonctionnement du moteur, les vibrations provoquent le desserrage des boulons de fixation du noyau de fer, ce qui provoque le desserrage de la tôle d'acier au silicium et le bruit.
2. Pour le bruit des roulements, il est conseillé de les surveiller fréquemment pendant le fonctionnement du moteur. Pour ce faire, placez une extrémité du tournevis contre la pièce d'installation du roulement et l'autre extrémité près de votre oreille. Vous entendrez alors le bruit du roulement en fonctionnement. Si le roulement fonctionne normalement, le bruit est un léger bruissement continu, sans fluctuations ni frottements métalliques.
Si les sons suivants se produisent, il s’agit d’un phénomène anormal :
(1) Un grincement se fait entendre lorsque le roulement tourne. Il s'agit d'un bruit de frottement métallique, généralement dû à un manque d'huile dans le roulement. Il convient de démonter le roulement et d'ajouter une quantité appropriée de graisse.
(2) Si un « sifflement » se produit, il s'agit du bruit produit par la rotation de la bille. Il est généralement dû au séchage de la graisse ou à un manque d'huile. Une quantité appropriée de graisse peut être ajoutée.
(3) Si un « clic » ou un « grincement » se produit, il s'agit du bruit produit par le mouvement irrégulier de la bille dans le roulement. Ce phénomène est dû à un endommagement de la bille ou à une non-utilisation prolongée du moteur, entraînant le dessèchement de la graisse.
3. Si le mécanisme de transmission et le mécanisme entraîné émettent un son continu au lieu d'un son fluctuant, cela peut être traité selon les situations suivantes.
(1) Un bruit de « pop » périodique est causé par le joint de courroie irrégulier.
(2) Le bruit périodique « dong dong » est causé par un jeu entre l'accouplement ou la poulie et l'arbre, ainsi que par l'usure de la clavette ou de la rainure de clavette.
(3) Un bruit de collision irrégulier est causé par la collision des pales avec le couvercle du ventilateur.

3. L'odorat
Les pannes peuvent également être jugées et évitées en sentant le moteur.
Ouvrez la boîte de jonction et sentez une odeur de brûlé. Si vous détectez une odeur de peinture spéciale, cela signifie que la température interne du moteur est trop élevée ; si vous détectez une forte odeur de brûlé, il se peut que le réseau de maintien de la couche isolante soit endommagé ou que le bobinage ait brûlé.
En l'absence d'odeur, il est nécessaire d'utiliser un mégohmmètre pour mesurer la résistance d'isolement entre l'enroulement et le boîtier. Si elle est inférieure à 0,5 mégohm, il faut sécher l'enroulement. Si la résistance est nulle, cela signifie qu'il est endommagé.
4. Touch
Toucher la température de certaines parties du moteur peut également déterminer la cause du défaut.
Pour garantir la sécurité, utilisez le dos de votre main pour toucher le boîtier du moteur et les pièces environnantes du roulement.
Si la température est anormale, les raisons peuvent être les suivantes :
1. Mauvaise ventilation. Par exemple, ventilateur qui tombe en panne, conduit de ventilation obstrué, etc.
2. Surcharge. Le courant est trop important et l'enroulement du stator surchauffe.
3. Les spires de l'enroulement du stator sont court-circuitées ou le courant triphasé est déséquilibré.
4. Démarrages ou freinages fréquents.
5. Si la température autour du roulement est trop élevée, cela peut être dû à des dommages au roulement ou à un manque d'huile.

Régulation de la température des roulements du moteur, causes et traitement des anomalies

La réglementation stipule que la température maximale des roulements ne doit pas dépasser 95 °C et celle des paliers lisses ne doit pas dépasser 80 °C. L'échauffement ne doit pas dépasser 55 °C (l'échauffement correspond à la température du roulement moins la température ambiante pendant l'essai).

Causes et traitements d’une augmentation excessive de la température des roulements :

(1) Cause : L'arbre est plié et la ligne centrale n'est pas précise. Traitement : Retrouver le centre.
(2) Cause : Les vis de fondation sont desserrées. Traitement : Resserrez les vis de fondation.

(3) Cause : Le lubrifiant n'est pas propre. Traitement : Remplacez le lubrifiant.

(4) Cause : Le lubrifiant a été utilisé trop longtemps et n'a pas été remplacé. Traitement : Nettoyer les roulements et remplacer le lubrifiant.
(5) Cause : La bille ou le rouleau du roulement est endommagé. Traitement : Remplacez le roulement par un neuf.

Anhui Mingteng Machines à Magnétique Permanent et Équipement Électrique Co., Ltd.(https://www.mingtengmotor.com/) a connu 17 années de développement rapide. L'entreprise a développé et produit plus de 2 000 moteurs à aimants permanents de gammes conventionnelle, à fréquence variable, antidéflagrante, à fréquence variable antidéflagrante, à entraînement direct et à entraînement direct antidéflagrante. Ces moteurs ont été utilisés avec succès sur des ventilateurs, des pompes à eau, des convoyeurs à bande, des broyeurs à boulets, des mélangeurs, des concasseurs, des racleurs, des pompes à huile, des machines à filer et d'autres charges dans divers secteurs tels que l'exploitation minière, la sidérurgie et l'électricité, réalisant d'excellentes économies d'énergie et gagnant une large reconnaissance.

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