Gradateur

On peut faire varier la vitesse d’un moteur à cage d’écureuil en faisant simplement varier la tension à ses bornes. Pour un couple résistant donné, lorsque la tension d’alimentation diminue, le glissement augmente et, par conséquent, la vitesse est réduite.

Cette méthode de commande de vitesse est intéressante lorsque la charge exerce un couple qui varie sensiblement avec le carré de la vitesse, comme, par exemple, un ventilateur ou une pompe centrifuge.

Une réduction de la tension d'alimentation provoque une réduction du couple moteur. Ceci va provoquer une modification du point de fonctionnement de l'ensemble moteur - machine entraînée.

Cette technique simple présente l'inconvénient de limiter fortement les utilisations. On voit ci-contre que si le ventilateur à couple parabolique trouve une plage assez large de variation, il n'en est pas de même du tapis roulant (à couple constant) qui peut très vite décrocher du fait de la forte diminution du couple moteur.

Le diagramme synoptique d‘un gradateur alimentant un moteur d’induction triphase est représenté ci-dessous :

Pour abaisser la tension, il suffit d’augmenter l’angle d’amorcage. Par exemple, lorsque les impulsions sont retardées de 100°, la tension aux bornes du moteur est environ 50% de la tension nominale.

À faible vitesse, la forme d’onde est très déformée, ce qui augmente les pertes dans le moteur et détériore le facteur de puissance. À cause de ces inconvénients à faible vitesse, cette méthode de commande de vitesse est utilisée seulement pour les moteurs dont la puissance est inférieure à 20 HP.

On voit bien comment la variation de la tension appliquée au stator agit sur la caractéristique mécanique de la machine :

·    La vitesse varie dans une gamme étroite.

·    L’accélération qui est proportionnelle à la différence de couple se trouve réduite si la tension appliquée est faible (le couple de démarrage diminue avec la tension).

·    La tension appliquée possède une valeur critique en dessous de laquelle on observe le phénomène de calage (la machine ne démarre pas).

·    La charge appropriée à ce type de procédé doit posséder un couple résistant parabolique (Ventilateurs…).