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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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Lire l’articleAuteur(s)
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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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Rotor
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2. Stator
Le stator remplit deux fonctions, l’une électrique d’inducteur et l’autre mécanique de support et de lien entre les différentes parties. Il comporte une carcasse, un paquet de tôles, un bobinage et des accessoires divers. Examinons ces divers points.
2.1 Carcasse
La figure 2 présente une carcasse de moteur. Nous y remarquons la boîte à bornes, les ailettes de refroidissement, les sièges des flasques, les points d’accrochage pour accessoires. Elle peut être en fonte ou en aluminium. Les machines à injecter l’aluminium ne permettent pas de réaliser des pièces de grande taille de manière économique (pression d’injection nécessaire trop grande). Par conséquent, les petites carcasses (hauteur d’axe inférieure à 132 mm) seront en aluminium, tandis que les grandes utiliseront de la fonte. Au-delà de 100 000 exemplaires par an, l’aluminium présente par rapport à la fonte l’intérêt d’un moindre poids, d’une aptitude aux formes complexes et d’un moindre coût. Cette séparation se retrouve dans les gammes commerciales.
La carcasse assure deux fonctions importantes : fixation mécanique (brides ou pattes) et refroidissement. Le concepteur doit trouver un compromis entre la surface totale des ailettes et la complexité de réalisation du moule. De nombreux appendices (trous, bossages, plats...) sont nécessaires, afin de recevoir toutes les options que peut demander un client. Les hauteurs d’axes sont normalisées, afin d’assurer une interchangeabilité entre les différentes sources de motoréducteurs. Mais il faut pondérer ce dernier point par la variété des diamètres de bout d’arbre, leur position, leur montage...
Après moulage, les carcasses subissent diverses opérations : arasage des bavures, grenaillage pour adhésion de la peinture, usinage et peinture. Pour les hauteurs d’axe inférieures à 100 mm, seuls les sièges de flasques sont usinés (après assemblage avec le paquet de tôles) ; en effet, la finition des pièces brutes de fonderie est alors suffisante. Pour les autres machines, le diamètre intérieur est repris par brochage, tournage ou alésage. La tolérance demandée sur cette cote est de 3/100 mm.
La carcasse reçoit...
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Stator
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).
-
(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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