Moteur asynchrone monophasé

Généralement, les deux bobines statoriques sont scindées en deux comme le montre la figure ci-dessous :

stator moteur asynchrone monophasé
Les deux bobines rouges constituent les deux « paires de pôles » alimentées par un courant et les deux bobines vertes les deux autres « paires de pôles » alimentées par l'autre courant, les deux courants étant déphasés de 90° grâce à un condensateur en série.
Pour obtenir un champ magnétique relativement important au centre de la machine, on ne peut pas employer des bobines longues ou trop épaisses, celles-ci sont donc assez plates. En fait, une bobine est « répartie » sur un certain secteur angulaire en plusieurs « sous-bobines », comme le montre la photographie ci-dessous :
bobinage moteur asynchrone

condensateur d'un moteur asynchrone monophasécondensateur d'un moteur asynchrone monophasécondensateur d'un moteur asynchrone monophasé

Le condensateur qui permet de déphaser le courant dans la deuxième bobine pour n'obtenir qu'un seul champ magnétique tournant est très visible, pour des raisons d'encombrement il est placé à l'extérieur du moteur comme le montre les trois photographies ci-dessus.

un moteur asynchrone triphasé n'a pas besoin de condensateur pour déphaser le courant, les trois tensions qui l'alimentent sont déphasées dans le temps et créent donc des courants « naturellement » déphasés de 120°. Un tel moteur triphasé sans condensteur est très reconnaissable comme le montre la photographie ci-dessous :
moteur asynchrone triphasé

 

vidéos :


Sur cette vidéo, les deux bobines sont correctement alimentées, chacune créé un champ magnétique déphasé dans le temps de 90° par rapport à l'autre, la somme vectorielle est un champ tournant et le moteur peut démarrer seul.

Cette vidéo nous montre un moteur asynchrone monophasé où seul une bobine est alimentée. Il émet un bruit de vibration, il « grogne », le rotor ne tourne pas. Conformément au théorème de Maurice Leblanc, la bobine alimentée par une tension alternative sinusoïdale produit deux champs magnétiques qui tournent en sens opposés. Sollicité par deux couples antogonistes, le rotor ne tourne pas.

Par contre, si on lance le rotor à la main dans le sens horaire, il se lance, accélère et atteint une vitesse à peine inférieure à la vitesse de synchronisme.

Si, à partir de l'arrêt, on lance le rotor dans l'autre sens, trigonomètrique, le rotor se met à tourner, accélère et atteint une vitesse à peine inférieure à la vitesse de synchronisme dans le sens opposé au précédent.



Ces vidéos sont extraites de la vidéo « How Motors Work For Beginners: (Episode 4) Single Phase Induction and Shaded Pole Motors » de Jeremy Fielding (excellente chaîne Youtube !)



Moteur à bagues de court-circuit (« Shaded-pole motor »)

 Le moteur à bagues de court-circuit (Fig. ci-dessous) est très répandu dans les puissances inférieures à 200 W car il ne contient pas de phase auxiliaire conventionnelle. Dans ce petit moteur monophasé l'enroulement auxiliaire est constitué d'une seule spire de cuivre en court-circuit (voir deux ou trois spires, elles sont appelées spire de « Frager ») – en forme de bague – disposée autour d'une portion de chaque pôle saillant. Cette spire entoure une partie Φ1 du champ alternatif Φ2 créé par l'enroulement principal, de sorte qu'un courant alternatif est induit dans la bague. Ce courant produit un flux Φa qui est déphasé en arrière des flux Φ2 et ΦS. Ce déphasage des flux Φa et ΦS produit un champ tournant suffisant pour assurer le démarrage. Même si le couple de démarrage, le rendement et le facteur de puissance sont faibles, la simplicité du bobinage et l'absence d'interrupteur centrifuge conférent à ce type de moteur un avantage important. Ces moteurs ont un rendement nettement inférieur à ceux avec condensateur et seront utilisés uniquement pour les faibles puissances (pompe de vidange de machine à laver, petit ventilateur…), ils sont très bon marché.

Ces moteurs sont encore appelé moteur à pôles fendus, ou bien moteur à spire de Frager ou encore moteur à bagues de démarrage, en anglais on les appelle « shaded motor ».

Le sens de rotation de ce moteur ne peut être changé ; il est imposé par la position des bagues. Il faudrait démonter le rotor et l'inverser ou bien pouvoir changer les bagues de place,  opérations compliquées…

shaded motor


shaded motor photobague frager

Sur cette vidéo, on peut voir un moteur à bagues de court-circuit avec les spires de Frager coupées puis remises en fonction.

Voir cette vidéo sur Youtube où les spires dites « de Frager » sont enlevées et où on constate que le moteur ne démarre plus.



index