Comment les harmoniques supérieures affectent-elles les performances des moteurs asynchrones ?

Dans les tweets précédents, nous avons parlé des caractéristiques de fonctionnement des moteurs asynchrones à démarrage, également appelés moteurs à induction. Il s'agit du couple électromagnétique du moteur, qui est généré par le champ magnétique fondamental dans l'entrefer et le courant rotorique induit par celui-ci. Pour tout moteur, en plus du champ magnétique fondamental dans l'entrefer, il existe également différents degrés de champ magnétique harmonique élevé, sous l'action du champ magnétique harmonique élevé, il existe un couple harmonique correspondant également appelé couple supplémentaire. Le couple supplémentaire interférera avec l'effet du couple électromagnétique à différents degrés, ce qui peut rendre le moteur difficile à démarrer, voire même ne pas pouvoir démarrer du tout.

En raison de l'objectivité des dents du stator du moteur et du noyau du rotor, de l'existence de la fente du noyau, de la répartition des enroulements pour l'onde non sinusoïdale, ainsi que du degré de saturation du circuit magnétique du moteur, des irrégularités du moteur, résultant dans l'inévitabilité de l'existence d'harmoniques élevées dans le fonctionnement du moteur.

Il existe deux types de couple générés par des harmoniques élevées, à savoir le couple additif asynchrone et le couple additif synchrone, et les deux types de couple additif ont des effets néfastes sur les performances de démarrage du moteur. Généralement, le couple supplémentaire asynchrone fera ramper le moteur à une certaine vitesse et ne parviendra pas à atteindre la vitesse nominale ; le couple supplémentaire synchrone, s'il se produit au moment du démarrage, peut conduire au point mort du démarrage du moteur, même si le moteur est démarré à vide. Concernant ce problème, on le retrouve de temps en temps dans l'état de test du moteur : pour un même lot de mêmes spécifications du moteur, malgré l'application du même moteur, de temps en temps, il y a toujours quelques moteurs qui ne peut pas être démarré, et dans ce cas, la pratique habituelle est de faire tourner le rotor du moteur selon un angle qui peut être facilement démarré.

Grâce à l'analyse théorique, nous pouvons constater que la courbe de couple se superpose au couple généré par les harmoniques élevées, ce qui provoquera un point concave sur la courbe, détériorant ainsi les performances de démarrage du moteur. Comment réduire l’influence des harmoniques élevées et améliorer les performances de démarrage du moteur ? Les mesures les plus couramment utilisées et les plus efficaces sont : le réglage du stator du moteur et de l'encoche du rotor avec ; augmenter l'entrefer du stator du moteur ; fente inclinée du stator ou du rotor ; utilisant un pas court et un enroulement à fente entière.

Le but du réglage de l'ajustement des fentes du stator et du rotor du moteur est de réduire et d'éliminer le couple additif synchrone ; augmenter l'entrefer stator-rotor, c'est atténuer les harmoniques supérieures grâce à la relation d'occupation entre les valeurs de l'onde de fonctionnement et la perméabilité harmonique.

Selon le processus de production réel, l'utilisation de fentes inclinées sur le rotor peut contrôler efficacement la valeur du couple supplémentaire synchrone. Cependant, le facteur de puissance et les performances de couple maximal du moteur se détériorent à des degrés différents lorsque la fente inclinée est utilisée.