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RÉSUMÉ
Un moteur d’induction à cage transforme directement l’énergie électrique en énergie mécanique, de façon réversible. Cet article présente des éléments de construction des moteurs, dans une gamme de puissance industrielle, à savoir entre 100 W et 5 kW. Le plan de l'article correspond à la constitution de ces moteurs : description du rotor, du stator et éléments sur l'assemblage final.
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François BERNOT : Professeur des universités à l’école d’ingénieurs de Tours - Consultant industriel avec la collaboration de la société Usocome d’Haguenau
INTRODUCTION
Un moteur d’induction à cage transforme directement l’énergie électrique en énergie mécanique, de façon réversible. Dans l’industrie, il est très souvent accompagné d’un réducteur intégré, voire maintenant d’un variateur électronique logé dans la boîte à bornes. Cet article ne parle que de la construction du moteur. Il s’appuie pour tous les développements théoriques sur les articles relatifs au fonctionnement des moteurs asynchrones. Le plan suivi respecte la constitution naturelle de ces machines, sachant que nous nous limiterons à une gamme de puissance comprise entre 100 W et 5 kW, qui correspond à l’essentiel des applications industrielles.
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3. Rotor
La quasi-totalité des moteurs industriels que nous évoquons utilise un rotor à cage aluminium coulée. Les versions bobinées sont réservées à quelques applications spécifiques (comme le remplacement de vieilles machines ou des applications à cascade hyper ou hyposynchrones). Dans certains cas, du cuivre est injecté à la place de l’aluminium, souvent en cas de forte corrosion (pompes immergées), voire du bronze pour les moteurs couple (cage résistante, fortement sollicitée thermiquement). La figure 8 présente un rotor complet.
Le processus de fabrication de cet ensemble est un peu particulier. Le paquet de tôles nues traitées et vrillées (inclinaison des encoches rotoriques) est serti sur un faux axe, avant de recevoir l’aluminium injecté en deux qualités :
-
qualité A7 (aluminium pur à 97,7 %) pour les applications courantes ;
-
qualité AS9U3 (aluminium, 9 % silicium et 3 % de cuivre) pour les applications particulières à plus forte résistance rotorique (démarrage doux par limitation du courant d’appel).
Ensuite, le faux arbre est démonté, pour être remplacé par frettage à chaud par l’arbre définitif ébauché en acier fortement allié. Les dernières opérations sont :
-
la rectification des portées de roulement ;
-
l’usinage à la cote de l’extérieur du paquet de tôles ;
-
l’équilibrage par enlèvement de matière.
Les encoches peuvent être ouvertes ou fermées, selon les applications. Il existe à ce niveau une variété de formes liée à la présence des différents accessoires : freins et codeurs de position.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BERNOT (F.) - La vitesse variable électrique, tome 1, motovariateurs à courant continu. - 280 pages avec CD Rom d’exercices publié chez Magnard-Vuibert, France, oct. 1997.
-
(2) - CHATELAIN (J.) - Machines électriques. - Tome 1, Éd. Dunod (1983).
-
(3) - DESBOIS (M.), TOUACHE (F.), TOURANCHEAU (J.), TORRI (R.) - L’automobile, Technologie professionnelle générale. Les organes de transmission et d’utilisation. - Tome 2, Éd. Foucher, 235 p (1983).
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(4) - FOUILLE (A.) - Électrotechnique à l’usage des ingénieurs. - Tome 1 : principe, Éd. Dunod.
-
(5) - WOLF (R.) - Le véhicule électrique gagne le cœur de la ville. - Éd. centre français de l’électricité (1995).
-
(6) - MAUCLERC (G.), AUBERT (J.), DOMENACH - Guide...
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