À moteur est un dispositif électrique où l'entrée est donnée sous la forme électrique comme le courant ou la tension et la sortie obtenue est sous la forme mécanique comme le couple ou la force. Les moteurs électriques sont classés en deux types à savoir Moteurs à courant continu comme les moteurs Brushless et Brushed et AC comme le moteur AC synchrone et le moteur AC asynchrone. Les moteurs synchrones sont classés en deux types comme non excités (réluctance et hystérésis) et courant continu excité. Les moteurs à courant alternatif asynchrones sont à induction et à commutation. Un moteur à hystérésis est une sous-classification du moteur synchrone, ces moteurs sont principalement utilisés dans un environnement de fonctionnement silencieux à vitesse constante. Peu d'applications du moteur à hystérésis sont un enregistrement sonore et des expériences de production sonore telles que des horloges électriques, des magnétophones, des tourne-disques, etc.

Qu'est-ce que le moteur à hystérésis?

Définition: Un moteur à hystérésis fonctionne sur le principe des pertes par hystérésis (c'est une perte survenue due à l'aimantation et à la démagnétisation du matériau en fonction du sens de circulation du courant). Il peut être utilisé en monophasé ou en trois phases et dans un environnement de fonctionnement silencieux, il maintient une vitesse constante. Le couple généré dans le moteur est dû à l'hystérésis et aux courants de Foucault induits par l'enroulement du stator. Il existe 4 types de moteur à hystérésis

Type cylindrique
Type de disque
Type de champ circonférentiel
Type de champ axial

Caractéristique de construction du moteur à hystérésis

Les parties principales du moteur à hystérésis sont le stator et le rotor, le stator est similaire à un moteur monophasé ou triphasé (utilisant un enroulement équilibré à trois phases). Où moteur monophasé est classé en deux types: le type de poteau ombré et le type de capacité de division permanente.

L'avantage du moteur de type pôle ombré est qu'il occupe moins de surface et qu'il nécessite moins de coûts, mais l'inconvénient est que le couple généré n'est pas uniforme, ce qui entraîne un fonctionnement bruyant.
En utilisant un rotor de type capacitif divisé, une alimentation biphasée équilibrée est fournie, qui génère un couple uniforme avec un fonctionnement silencieux. Mais l'inconvénient est qu'il occupe plus de surface et que le coût est élevé.

moteur à hystérésis

Le rotor est constitué d'un matériau d'hystérésis, contenant un certain nombre d'anneaux d'hystérésis (constitués de chrome dur ou de cobalt ou d'acier) qui présente une très grande boucle d'hystérésis. Il est utilisé pour réduire les pertes par courants de Foucault. Puisqu'il a un poids plus important pour surmonter cet inconvénient, nous utilisons un matériau non magnétique (également connu sous le nom d'araignée) composé d'aluminium, qui est présent dans la partie centrale du moteur. Le principal avantage de ce matériau non magnétique est qu'il allège le poids du rotor, en améliorant la vitesse du moteur et en réduisant la valeur d'inertie.

Principe de fonctionnement du moteur à hystérésis

Le moteur à hystérésis démarre comme un moteur à induction monophasé et fonctionne comme un moteur synchrone, cela peut être observé à partir des conditions suivantes.

principe de fonctionnement

Condition de départ

Lorsqu'une alimentation en courant alternatif est fournie au stator, un champ magnétique est généré à la fois sur les enroulements principaux et auxiliaires du moteur du champ magnétique rotatif constant. Au départ, les rotors démarrent avec un couple de courants de Foucault, puis atteignent le couple d'hystérésis. Une fois qu'il atteint la synchronisation, le stator met le rotor en synchronisme où le couple dû aux courants de Foucault est nul.

Condition de fonctionnement à l'état stable

En condition de fonctionnement en régime permanent (ou synchrone condition) le stator induit des pôles sur le rotor, où l'effet d'hystérésis produit dans le circuit fera retarder le flux du rotor derrière le flux du stator à un angle α. Où α est l'angle entre les champs magnétiques du stator et du rotor (BS et BR). Par conséquent, le rotor subit une attraction vers le stator rotatif, avec un couple appelé couple d'hystérésis, qui ne dépend pas de la vitesse du rotor (plus le magnétisme résiduel est élevé, plus le couple d'hystérésis est élevé). La présence d'une rémanence élevée permet au moteur de fonctionner soit avec une vitesse synchrone, soit de fonctionner normalement.

Courbe B-H

Équation du couple d'hystérésis dans le moteur à hystérésis

L'équation des courants de Foucault est donnée par

P_est= k_estF_deux^deuxB^deux……… 1

Où

à_est= constante

F_deux= fréquence des courants de Foucault

B = densité de flux

Nous savons que F_deux= sf₁……….deux

S = glissement, f1 = fréquence du stator

Par conséquent P_est= k_ests^deuxF₁^deuxB^deux.. …… ..3

L'équation de couple est donnée par

Ґ_est= p_estm / s w_s…… .4

Ґ_est= k^'s ……… 5

Lorsque le couple est inversement proportionnel au glissement, ce qui signifie que lorsque la vitesse du rotor augmente, la valeur du couple diminue et également si la vitesse du moteur atteint la vitesse synchrone, le glissement et le couple deviennent nuls.

Où k ’= k_estF₁^deuxB^deux/ w_s= constante

Perte de puissance par hystérésis et pH dans le moteur à hystérésis

La perte d'hystérésis est donnée par

P_h= k_hF_deuxB^1,6……… .6

P_h= k_hsf₁B^1,6… ..… .7

Le couple dû à l'hystérésis est donné par

Ґ_h= p_h/ s w_s= k_hF₁B^1,6/ w_s= k ’’ = constante ……… ..8

On peut observer à partir de l'équation ci-dessus que si le couple qui est développé en raison de la perte d'hystérésis reste constant jusqu'à ce que le couple atteigne le point de claquage, et à vitesse synchrone, le couple devient nul.

Ph en moteur à hystérésis

Les pertes d'hystérésis générées dans le moteur sont directement proportionnelles à l'aire de section sous la courbe d'hystérésis. Où ces pertes sont dissipées sous forme de chaleur. Les pertes peuvent être dérivées des équations suivantes,

L'énergie dissipée dans le rotor est donnée par

W = N_sEST_h(EST_h= perte d'hystérésis par tour) ……… 9

Où la puissance est dissipée sous forme de chaleur qui est donnée par

P_h= W / t = N_sEST_h/ 60 ………… 10

La puissance mécanique qui entraîne le rotor est donnée par

P_h= 2Π N_sT_h/ 60 …… 11

En assimilant à la fois la puissance que nous obtenons

2Π N_sT_h/ 60 = N_sEST_h/ 60 ……… 12

T_h= couple exercé sur les rotors [N-m] E_h= énergie d'hystérésis.

Caractéristique couple-vitesse du moteur à hystérésis

La caractéristique couple-vitesse du moteur à hystérésis peut être expliquée à l'aide du graphique suivant, où l'axe x représente le couple et l'axe y représente la vitesse.

couple-vitesse-caractéristique-du-moteur-hystérésis

Le couple (démarrage et fonctionnement) généré dans ce moteur est à peu près le même.
Le couple généré par le moteur à hystérésis à vitesse synchrone est constant.
Le rotor, le couple de démarrage et le couple d'extraction sont égaux dans cette condition. Par conséquent, le moteur fonctionne sans bruit à vitesse constante.

Avantages

Voici les avantages du moteur à hystérésis

Absence de vibrations mécaniques
Il fonctionne sans bruit
Convient principalement pour accélérer les charges d'inertie

Désavantages

Voici les inconvénients du moteur à hystérésis

La puissance obtenue est ¼ fois celle du moteur à induction
Petite taille
Le couple est moindre

Applications

Voici les applications du moteur à hystérésis

Tourne-disques
Horloges électriques
Dispositifs de chronométrage, etc.

FAQ

1). Que sont les pertes par hystérésis?

Il s'agit d'une perte due à l'aimantation et à la démagnétisation du matériau en fonction du sens de la circulation du courant.

2). Qu'est-ce que le moteur Schrage?

Un moteur Schrage est un moteur à collecteur polyphasé dont les caractéristiques sont shuntées, où le rotor comporte deux enroulements, l'un connecté à l'alimentation et l'autre au commutateur.

“comment fonctionne un générateur thermoélectrique ”

3). Qu'est-ce qui cause l'hystérésis?

Elle est due à la magnétisation et à la démagnétisation du matériau en fonction de la direction du flux de courant.

4). Qu'est-ce qu'un moteur à réluctance synchrone?

C'est un moteur synchrone AC qui convertit la puissance électrique en puissance mécanique

5). Quel est le principe du moteur à hystérésis?

Un moteur à hystérésis fonctionne sur le principe des pertes par hystérésis (c'est une perte survenue due à l'aimantation et à la démagnétisation du matériau en fonction du sens de circulation du courant).

Un moteur est un appareil électrique qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique. Cet article présente moteur à hystérésis synchrone qui fonctionne sur le principe de la perte d'hystérésis. Le couple généré reste constant avant d'atteindre la vitesse synchrone et devient nul après avoir atteint la vitesse synchrone. Les pertes par hystérésis sont la zone sous la courbe B-H. Le couple (démarrage et fonctionnement) généré dans ce moteur est à peu près le même. Le principal avantage est qu'il fonctionne sans bruit.