moteurs à bague collectrice, également connus sous le nom de moteurs à rotor bobiné, sont au cœur de nombreux systèmes.Applications de transmission de puissance élevée.Ils sont largement utilisés dans les industries des matières premières telles queexploitation minière, industries des matières premières minérales or industries des adhésifsIls sont utilisés, comme le ciment, le calcaire et le gypse, dans divers procédés de concassage, de pressage à rouleaux et de broyage. On les retrouve également dans les grands ventilateurs, les pompes et les convoyeurs.
Le stator :
La structure du stator des moteurs à cage d'écureuil et des moteurs à bagues est identique. La principale différence des moteurs à induction à bagues réside dans la structure du rotor et leur mode de fonctionnement. Lorsqu'ils sont utilisés en cascade, des modifications du stator peuvent survenir, car l'alimentation du moteur est assurée par la régulation de puissance du rotor d'un autre moteur à bagues, ce dernier étant équipé de résistances externes.
Rotor:
Qu'est-ce qu'une bague collectrice ? Un moteur à bague collectrice possède généralement un rotor et un stator bobiné en phase. Ce type de rotor comporte un enroulement triphasé à double couche, composé des bobines utilisées dans une génératrice de courant alternatif. Le noyau du rotor est constitué de tôles d'acier et présente des encoches pour accueillir les enroulements triphasés monophasés. Ces enroulements sont électriquement déphasés de 120°. Même si le stator est bobiné en deux phases, le nombre de spires statoriques enroulées sur le rotor est identique à celui du stator et reste toujours triphasé. Ces trois enroulements sont acheminés vers l'extérieur, à l'intérieur du rotor, et connectés à trois bagues collectrices isolées, installées sur l'arbre du rotor. Les trois bornes de ces bagues sont en contact avec les balais de carbone, fixés par des ressorts. Ces balais sont reliés à un rhéostat de démarrage triphasé. La bague collectrice et le rhéostat permettent d'augmenter la résistance externe du circuit rotorique, ce qui accroît la résistance au démarrage et, par conséquent, le couple de démarrage. En fonctionnement normal, la bague collectrice ferme automatiquement le circuit grâce à la bague métallique. Cette dernière se déplace le long de l'arbre, assurant le contact entre les trois bagues. De plus, les balais se soulèvent automatiquement de la bague collectrice afin de limiter les pertes par frottement et l'usure. En fonctionnement normal, le rotor à bague collectrice remplit la même fonction que le rotor à cage d'écureuil.
Que se passe-t-il si l'on ajoute une résistance externe ? Dans le cas des moteurs à induction à cage d'écureuil, la résistance rotorique est très faible, ce qui entraîne une intensité de courant rotorique très élevée et dégrade le couple de démarrage. En revanche, dans le cas des moteurs à bagues collectrices, l'ajout d'une résistance externe augmente la résistance rotorique au démarrage, ce qui réduit l'intensité du courant rotorique et maximise le couple de démarrage. De plus, le glissement nécessaire pour générer le couple maximal est proportionnel à la résistance rotorique. Dans les moteurs à bagues collectrices, l'augmentation de la résistance externe accroît la résistance rotorique et, par conséquent, le glissement. Grâce à cette résistance rotorique élevée, le glissement est plus important, permettant ainsi d'obtenir un couple de démarrage même à basse vitesse. Une fois le moteur arrivé à sa vitesse nominale, sans résistance externe et en conditions de fonctionnement normales, son mode de fonctionnement est identique à celui des moteurs à induction à cage d'écureuil. Par conséquent, ces moteurs sont particulièrement adaptés aux charges à très forte inertie, qui nécessitent un couple de démarrage quasi nul à basse vitesse et une accélération jusqu'à pleine vitesse, et absorbent le courant minimal en un temps très court.
Avantages des moteurs à induction à bagues collectrices :
Le principal avantage des moteurs à induction à bagues collectrices est qu'ils peuventêtre facilement contrôlable en vitesse.Même à l'arrêt, un couple de démarrage est possible. Comparé aux moteurs à induction à cage d'écureuil, son couple de démarrage est supérieur. Le couple à pleine charge représente environ 200 à 250 % du couple nominal. Les moteurs à induction à cage d'écureuil consomment 600 à 700 % du courant nominal, tandis que le courant de démarrage des moteurs à induction à bagues est très faible, de l'ordre de 250 à 350 % du courant nominal.
Date de publication : 9 avril 2025