Moteur haute tension
On considère généralement qu'un moteur dont la tension d'alimentation est de 3 kV à 10 kV est appelé un moteurmoteur haute tensionLes moteurs de 6300 V et 10000 V sont couramment utilisés. La puissance d'un moteur étant proportionnelle au produit de la tension et du courant, la puissance d'un moteur basse tension augmente jusqu'à une certaine limite (par exemple, 300 kW/380 V). Le courant nominal devient alors très élevé, les pertes en ligne augmentent au carré avec le courant (I²ρ), et la section des câbles doit être très importante. La capacité de charge admissible du câble est donc limitée, et le coût devient prohibitif. Il est par conséquent nécessaire d'augmenter la tension de fonctionnement nominale pour obtenir une puissance de sortie élevée.
Moteur basse tension
Un moteur basse tension désigne un moteur dont la tension alternative est inférieure à 1000 V, généralement un moteur de 380 V, 440 V ou 660 V, ainsi que d'autres niveaux de tension.moteurs asynchronessont en réalité moins utilisés. Les moteurs basse tension se divisent en deux catégories : les moteurs asynchrones à courant alternatif et les moteurs à courant continu.
Avantages et inconvénients des moteurs haute tension par rapport aux moteurs basse tension
(1) Avantages
(1) Ces moteurs peuvent atteindre une puissance élevée, jusqu'à plusieurs milliers, voire plusieurs dizaines de milliers de kilowatts. En effet, à puissance de sortie égale, le courant d'un moteur haute tension est bien inférieur à celui d'un moteur basse tension (il est inversement proportionnel à la tension). Par exemple, un moteur quadripolaire de 500 kW, fonctionnant sous une tension nominale de 380 V, consomme environ 900 A, tandis qu'un moteur sous une tension nominale de 10 kV ne consomme qu'environ 30 A. Le diamètre des enroulements d'un moteur haute tension peut donc être réduit. Par conséquent, les pertes par effet Joule dans le stator sont également moindres. Pour les moteurs de forte puissance, l'utilisation de la basse tension est possible, mais elle nécessite des spires plus épaisses et une surface de stator plus importante. Le noyau du stator doit alors fournir un effort considérable, ce qui entraîne une augmentation significative de la taille globale du moteur.
2. Pour les moteurs de grande puissance, l'utilisation de moteurs haute tension dans les équipements d'alimentation et de distribution électrique permet un investissement global moindre que pour les moteurs basse tension. De plus, les pertes en ligne étant faibles, la consommation d'énergie peut être réduite. En particulier, les moteurs haute tension de 10 kV peuvent être directement raccordés au réseau électrique (l'électricité haute tension fournie aux utilisateurs en Chine est généralement de 10 kV), ce qui diminue l'investissement dans les équipements électriques (principalement les transformateurs), simplifie leur utilisation et réduit le taux de panne.
(2) Inconvénients
① Le coût de l'enroulement est relativement élevé (principalement dû à l'isolation), et le coût des matériaux d'isolation associés sera également plus élevé.
(ii) Le processus de traitement d’isolation est plus difficile et le coût de la main-d’œuvre est plus élevé.
③ Les exigences relatives à l’utilisation de l’environnement sont beaucoup plus strictes que celles applicables aux moteurs basse tension.
Comparaison des différences entre un moteur basse tension et un moteur haute tension
La principale différence réside dans la structure
Tout d'abord, les matériaux d'isolation de la bobine font la différence : pour les moteurs basse tension, la bobine est principalement constituée de fil émaillé ou d'autres isolants simples, tels que du papier composite ; pour les moteurs haute tension, l'isolation est généralement réalisée avec une structure multicouche, comme du ruban de mica en poudre, la structure est plus complexe et le degré de résistance à la pression est plus élevé.
Deuxièmement, la différence au niveau de la structure de refroidissement : les moteurs basse tension utilisent principalement des ventilateurs coaxiaux soufflant directement pour dissiper la chaleur, tandis que les moteurs haute tension sont généralement équipés d'un radiateur indépendant, généralement composé de deux types de ventilateurs : un ensemble de ventilateurs de circulation interne et un ensemble de ventilateurs de circulation externe. Lorsque les deux ensembles de ventilateurs fonctionnent simultanément, la chaleur échangée sur le radiateur est évacuée à l'extérieur du moteur.
Troisièmement, la structure des roulements est différente : les moteurs basse tension possèdent généralement un jeu de roulements à l’avant et à l’arrière, tandis que les moteurs haute tension, en raison de la charge importante, comportent généralement deux jeux de roulements à l’extrémité axiale, et le nombre de roulements à l’extrémité non axiale est déterminé en fonction de la charge ; les moteurs de grande taille utilisent notamment des paliers lisses.
Comparaison du fonctionnement et du coût du moteur
1. Plus le niveau de tension est élevé, plus la capacité du moteur est importante.
2. Plus le niveau de tension est élevé, plus le coût d'installation est important ; bien que l'augmentation de la tension diminue le courant et que la section des fils et des câbles puisse être réduite, le besoin en disjoncteurs haute tension, transformateurs, appareillages de commutation et autres équipements augmente encore le coût initial des investissements importants. C'est pourquoi les petites entreprises, lors de nouvelles constructions, préfèrent utiliser des équipements basse tension.
3. Plus le niveau de tension est élevé, plus les coûts d'exploitation totaux sont faibles ; un faible courant permet de réduire les pertes de puissance, ce qui est approprié à long terme, l'effet cumulatif des économies d'énergie est étonnant, c'est pourquoi de nombreuses grandes entreprises ont transformé leurs moteurs basse tension en moteurs haute tension lors de leur transformation technologique.
4. Plus le niveau de tension est élevé, plus l'espace occupé est important ; car il y a des armoires de commande haute tension et d'autres occupants.
5. Plus le niveau de tension est élevé, plus le moteur est facile à démarrer, le couple de démarrage augmente, le démarrage et le contrôle sont relativement simples.
6. Plus le niveau de tension est élevé, plus la gestion de la maintenance est complexe ; c'est pourquoi les petites entreprises préfèrent utiliser des moteurs basse tension, tandis que les grandes entreprises préfèrent utiliser des moteurs haute tension.
Date de publication : 12 juin 2024