MR187E Maquettes en coupe, matériel pédagogique, matériel d'enseignement technique, matériel de laboratoire de génie électrique 1. Introduction Un moteur synchrone est un moteur à courant alternatif dont la vitesse de rotation est identique à celle du champ tournant du stator. La vitesse de rotation du rotor est donnée par la formule n = 60f/π, où π est le logarithme de la fréquence du réseau et f la fréquence du réseau. La vitesse n dépendant de la fréquence du réseau f, la vitesse est constante tant que la fréquence d'alimentation est constante, et elle est indépendante de la charge. Ce moteur présente une grande stabilité de fonctionnement et une capacité de surcharge élevée. Il est fréquemment utilisé dans les systèmes de transmission synchrone multi-machines, les systèmes de contrôle de vitesse de précision et les équipements de grande taille. 2. Caractéristiques techniques Tension : 380 V CA Tension d'excitation : 24 V CC Schéma de câblage : Port d'entrée de la tension d'excitation : 24/42 V CC 3. Structure du moteur synchrone La structure du moteur synchrone est variée et le rotor peut être à pôles cachés ou à pôles saillants. Les modes d'installation comprennent les versions horizontale, suspendue, semi-suspendue et verticale. Le moteur synchrone est généralement composé d'un stator, d'un rotor, de paliers, d'un socle, d'un couvercle d'extrémité, d'une bague collectrice et d'un porte-balais. Les moteurs de classe de protection IP44 sont également équipés d'un refroidisseur. Une brève description de ces composants est donnée ci-dessous : 1. Stator Le stator est composé d'un bâti, d'un enroulement statorique et d'une bague d'extrémité et d'une partie supportant l'enroulement. 1.1 Bâti Le bâti peut être rond ou carré (structure caisson), tous deux soudés en tôle d'acier. Le moteur à bâti rond est conçu pour une installation horizontale de grande taille. Le centre du moteur peut s'enfoncer, et la partie inférieure du bâti peut parfois s'enfoncer dans une fosse sous le plan d'installation. Ainsi, le centre du moteur n'est pas limité par la taille du cercle extérieur. Les bases carrées sont couramment utilisées dans les moteurs de haute protection, avec un refroidissement par air ou par évaporation. Le refroidisseur est placé sur le dessus du bâti. Sur la plupart des moteurs, le diamètre du noyau central est limité, et le bâti inférieur ne descend généralement pas en dessous du plan de montage. 1.2 Noyau du stator. Le noyau du stator est composé d'un bâti et d'une plaque d'acier au silicium. Il existe deux types de montage : le montage à pression interne et le montage à pression externe. Pour le montage à pression interne, le noyau est positionné dans son logement, puis la plaque d'acier au silicium y est pressée. Enfin, une vis de tension et une bague de pression sont serrées et fixées au logement. Pour le montage à pression externe, le bâti du noyau est d'abord réalisé, puis la plaque d'acier au silicium y est pressée. Le fil conducteur est ensuite inséré dans le bâti par un traitement d'immersion sous vide. 1.3 Bobine du stator. La bobine du stator est constituée d'un fil électromagnétique avec une isolation et une tension appropriées. Elle est insérée dans le noyau du stator après vérification de la résistance à la terre des spires. La partie linéaire de la bobine est serrée fermement à l'aide d'une cale. L'extrémité du stator est solidement fixée à la gaine en polyester enroulée autour du bobinage, à l'anneau d'extrémité et à la partie support. Après l'application du revêtement, le stator forme un ensemble rigide. Les bobines du stator peuvent être isolées avec une isolation de classe B ou F, et, dans certains cas particuliers, avec une isolation de classe H. La classe F est utilisée pour les tensions supérieures à 10 kV. La bobine du stator est un élément essentiel du moteur. La présence de saletés, d'humidité et une isolation défectueuse peuvent facilement provoquer un incendie. Le câble conducteur du stator comporte généralement six bornes, identifiées par les lettres U1, V1, W1 et U2, V2, W2. En cas de connexion en étoile (« Y »), les bornes U2, V2 et W2 sont reliées entre elles. Si le moteur est connecté en triangle (U2-V1, V2-W1, W2-U1), le moteur haute tension est généralement connecté en étoile (Y). 2. Rotor Le rotor d'un moteur synchrone se divise en deux types : à pôles cachés et à pôles convexes. Ils sont généralement composés de pôles magnétiques, d'un culasse magnétique, d'un arbre tournant et d'une bague collectrice. 2.1 Les pôles magnétiques se divisent en pôles cachés et pôles saillants. Dans un rotor à pôles cachés, la circonférence du pôle magnétique n'est pas régulière dans les encoches. Le bobinage concentrique est intégré dans les rainures à l'aide de cales métalliques. Les deux extrémités du bobinage sont fixées par un anneau de garde. Cette structure présente une grande résistance mécanique et une bonne dissipation thermique. Ce type de moteur est polyvalent et convient aux moteurs de plus de 1 500 tr/min. La plupart des moteurs de moins de 1 500 tr/min sont à pôles magnétiques convexes. 2.2 Le pôle saillant est composé d'un pôle magnétique, d'une bobine polaire et d'une vis polaire. Les conducteurs d'excitation sont désignés par F1 et F2. 2.2.1 Le noyau polaire est constitué d'une plaque d'extrémité, d'une tige et d'un rivet fixés à la plaque polaire par pression. La barre d'amortissement (enroulement de départ) est montée sur le sabot polaire. Des anneaux d'amortissement sont soudés à chaque extrémité. Des encoches sont pratiquées dans le noyau perforé aux deux extrémités et la barre d'amortissement est serrée pour empêcher tout déplacement axial. Il est également possible d'utiliser des bagues en laiton fixées aux deux extrémités du noyau pour l'amortissement. 2.2.3 Culasse et axe. La culasse magnétique est généralement en acier moulé, soudé à des plaques d'acier. De petit diamètre, elle est directement reliée à l'arbre. Le matériau de l'arbre de rotation est généralement…
