Le moteur Dahlander

Réglage de la vitesse des moteurs asynchrones triphasés

Pendant longtemps, les possibilités de réglage de la vitesse des moteurs asynchrones triphasés ont été des plus réduites. Les moteurs à cage étaient la plupart du temps utilisés à leur vitesse nominale. Seuls pratiquement les moteurs à couplage de pôles (Dahlander) ou à enroulements séparés, encore fréquemment utilisés de nos jours, permettaient de disposer de plusieurs vitesses fixes

Avec les convertisseurs de fréquence, les moteurs à cage sont aujourd’hui couramment commandés en vitesse variable, et peuvent ainsi être employés dans les applications jusqu’alors réservées aux moteurs à courant continu

Vitesse de synchronisme

n = vitesse de synchronisme en t/min

f = fréquence de l’alimentation en Hz

p = nombre de paires de pôles du stator

La vitesse du moteur

G = le glissement

Pour les fréquences industrielles de 50, 60 et 100 Hz les vitesses de rotation du champ tournant ou vitesse de synchronisme (n), en fonction du nombre de pôles, sont données dans le tableau ci-dessous

Compte tenu du glissement, les vitesses de rotation en charge des moteurs asynchrones sont légèrement

inférieures aux vitesses de synchronisme indiquées dans le tableau

Ceci ne signifie pas qu’il est toujours possible d’augmenter la vitesse d’un moteur asynchrone en l’alimentant sous une fréquence supérieure à celle pour laquelle il est prévu, même si la tension est adaptée

Il convient en effet de vérifier si ces conceptions mécaniques et électriques le permettent

Le bobinage du stator

Il est possible d’agir sur le nombre de pôles pour faire varier la vitesse

Dans les dessins suivants, le courant est maximum dans la phase L2 et Imax / 2 dans les deux autres phases

Trois bobines décalées de 120° sur la circonférence du stator donnent 2 pôles par bobine, 1 pôle Nord et un pôle Sud

Pour retrouver de nouveau un pôle Nord, le champ tournant doit faire un tour complet. Donc, 1 tour par

période, ou 50 tours par seconde, ou 3000 tours par minute

Deux fois trois bobines décalées de 60° sur la circonférence du stator donnent 4 pôles par bobines, 2 pôles Nord et 2 pôles Sud

Pour retrouver de nouveau un pôle Nord, le champ tournant doit faire ½ tour. Donc, 1 tour pour 2 périodes, ou 25 tours par seconde, ou 1500 tours par minutes

Moteur à enroulements statoriques séparés

Si on loge dans un même stator les deux enroulements ci-dessus, on obtient un moteur à deux vitesses : 1500 et 3000 t/min

Il est possible de mettre un enroulement à 10 pôles et un enroulement à 2 pôles par exemple. On aura un

moteur à 2 vitesses de 600 et 3000 t/min

On peut mettre plus de deux enroulements séparés pour obtenir plus de deux vitesses pour un même moteur

Le stator sera plus volumineux et le moteur plus cher

Les enroulements « petite vitesse » devant supporter les contraintes mécaniques et électriques résultant du fonctionnement du moteur en « grande vitesse », leurs caractéristiques en sont souvent affectées

Parfois, un tel moteur fonctionnant en « petite vitesse » absorbe une intensité plus importante qu’en : grande vitesse

Un relais thermique est à prévoir sur chaque vitesse. Il sera réglé sur le courant nominal de chaque vitesse

On rencontrera les différents couplages pour chaque vitesse, soit YY – YD – DD – DY

Le moteur Dahlander

Système très fréquemment rencontré et particulièrement économique. A l’aide d’un seul enroulement, il permet d’obtenir deux nombres de pôles différents dans le rapport de 1 à 2 : 2 et 4 pôles, 4 et 8 pôles, etc. etc

Couplage Y / YY : 6 bornes

Y = petite vitesse

Il y a 4 pôles par phase

P = 2

YY = grande vitesse

Il y a 2 pôles par phase

p = 1

Ce couplage s’adapte bien à des machines à couple croissant avec le carré de la vitesse telles que des pompes, ventilateurs et compresseur centrifuges

Couplage D / YY