Un moteur électrique synchrone est un moteur à courant alternatif dans lequel, en régime permanent , [1] la rotation de l'arbre est synchronisée avec la fréquence du courant d'alimentation ; la période de rotation est exactement égale à un nombre entier de cycles alternatifs .
Les moteurs synchrones contiennent sur le stator du moteur des électroaimants à courant alternatif polyphasés qui créent un champ magnétique qui tourne en fonction des oscillations du courant de ligne. Le rotor avec des aimants permanents ou des électroaimants tourne au même rythme que le champ du stator et fournit ainsi le deuxième champ magnétique rotatif synchronisé de tout moteur à courant alternatif . Un moteur synchrone n'est considéré comme doublement alimenté que s'il est alimenté par des électroaimants alternatifs multiphases à excitation indépendante sur le rotor et le stator.
Le moteur synchrone et le moteur à induction sont les types de moteurs à courant alternatif les plus utilisés. La différence entre les deux types réside dans le fait que le moteur synchrone tourne à une vitesse fixée à la fréquence de ligne. Le moteur synchrone ne dépend pas de l'induction de courant pour produire le champ magnétique du rotor. En revanche, le moteur à induction nécessite un " glissement ", le rotor doit tourner légèrement moins vite que les alternances de courant alternatif, pour induire un courant dans son enroulement. Les petits moteurs synchrones sont utilisés dans les applications de synchronisation telles que les horloges synchrones , les minuteries d'appareils, les magnétophones et les servomécanismes de précision dans lesquels le moteur doit fonctionner à une vitesse précise; La précision de la vitesse est celle de la fréquence de la ligne électrique , qui est soigneusement contrôlée dans les grands réseaux interconnectés.
Les moteurs synchrones sont disponibles dans des tailles auto-excitées inférieures à une fraction [2] aux tailles industrielles de grande puissance. [1] Dans la plage de puissance divisée, la plupart des moteurs synchrones sont utilisés lorsqu'une vitesse constante précise est requise. Ces machines sont couramment utilisées dans les horloges électriques analogiques, les minuteries et autres appareils nécessitant une heure précise. Dans les tailles industrielles de grande puissance, le moteur synchrone remplit deux fonctions importantes. Tout d’abord, c’est un moyen très efficace de convertir l’énergie alternative en travail. Deuxièmement, il peut fonctionner avec un facteur de puissance initial ou un facteur de puissance et fournir ainsi une correction du facteur de puissance.
Un moteur synchrone à aimants permanents (PMSM) utilise des aimants permanents intégrés au rotor en acier pour créer un champ magnétique constant. Le stator porte des enroulements connectés à une alimentation en courant alternatif pour produire un champ magnétique tournant. À vitesse synchrone, les pôles du rotor se verrouillent au champ magnétique en rotation. Les moteurs synchrones à aimants permanents sont similaires aux moteurs à courant continu sans balai .
En raison du champ magnétique constant dans le rotor, ceux-ci ne peuvent pas utiliser des enroulements d'induction pour le démarrage. Ces moteurs nécessitent une source d'alimentation à fréquence variable pour démarrer.
La différence principale entre un moteur synchrone à aimant permanent et un moteur asynchrone réside dans le rotor. Certaines études semblent indiquer que les moteurs synchrones à aimants permanents NdFeB sont environ 2% plus efficaces que les moteurs asynchrones au rendement le plus élevé (IE3), utilisant les mêmes stratifications de stator et des régulateurs de vitesse à fréquence variable similaires.
Les moteurs à aimants permanents sont utilisés comme moteurs d’ascenseur sans engrenages depuis 2000.
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