Méthodes de freinage pour moteurs triphasés : freinage par consommation d’énergie, freinage par inversion de marche, freinage par récupération d’énergie

Le fournisseur de l'unité rappelle qu'il existe trois principaux modes de freinage électrique pour les moteurs à induction triphasés : le freinage par consommation d'énergie, le freinage par inversion de polarité et le freinage par récupération d'énergie. Le terme « moteur à induction » désigne ici un moteur asynchrone triphasé ou un moteur bobiné.

1. Lors d'un freinage par consommation d'énergie, couper l'alimentation triphasée du moteur et alimenter l'enroulement statorique en courant continu. Au moment de la coupure de l'alimentation, le moteur, par inertie, continue de tourner dans son sens initial, générant une force électromotrice induite et un courant induit dans le rotor. Ce courant induit produit un couple opposé à celui généré par le champ magnétique fixe créé après l'alimentation en courant continu. Le moteur s'arrête ainsi rapidement, assurant le freinage. Cette méthode offre un freinage progressif, mais elle nécessite une alimentation en courant continu et un moteur de forte puissance. Le coût de l'équipement requis est élevé et la force de freinage est faible à basse vitesse.

2. Le freinage en marche arrière se divise en deux types : le freinage en marche arrière en charge et le freinage en marche arrière en puissance.

1) Freinage par inversion de charge, également appelé freinage par traction. Lorsque le rotor d'un moteur électrique tourne dans le sens inverse du champ magnétique tournant sous l'effet d'une charge lourde (par exemple, lors de la descente d'une charge par une grue), le couple électromagnétique généré constitue le couple de freinage. Ce couple permet une descente lente et stable de la charge. Ce type de freinage présente l'avantage de ne pas nécessiter d'inversion de l'alimentation électrique, ni d'équipement de freinage spécifique, et sa vitesse est réglable. Cependant, il est uniquement compatible avec les moteurs à excitation bobinée et requiert l'ajout d'une résistance de forte valeur en série sur le circuit rotorique afin d'obtenir un glissement supérieur à 1.

2) Pour freiner un moteur électrique, il suffit d'inverser les deux phases d'alimentation afin d'inverser les champs magnétiques tournants et d'obtenir un freinage rapide. Dès que la vitesse du moteur atteint zéro, l'alimentation est immédiatement coupée. Ce type de freinage présente les avantages suivants : arrêt rapide, force de freinage importante et absence de besoin d'équipement de freinage. Cependant, lors du freinage, le courant élevé et la force d'impact peuvent entraîner une surchauffe du moteur ou endommager les composants de la transmission.

3. Le freinage par récupération, également appelé freinage par retour d'énergie, désigne le phénomène où, sous l'action d'une charge lourde (lorsque le moteur de la grue abaisse la charge), la vitesse du moteur dépasse la vitesse de synchronisme du champ magnétique tournant. Dans ce cas, le conducteur du rotor génère un courant induit, produisant un couple anti-rotationnel sous l'effet du champ magnétique tournant. Le moteur passe alors en mode de production d'énergie et réinjecte de l'énergie dans le réseau électrique. Cette méthode permet d'atteindre naturellement le mode de freinage par retour d'énergie et fonctionne de manière fiable, mais la vitesse du moteur étant élevée, un variateur de vitesse est nécessaire pour la réduire.

Bien que peu d'appareils utilisent des freins, la plupart des moteurs triphasés, tels que les pompes à eau, les ventilateurs et les moteurs de transmission, n'en ont pas besoin et peuvent être arrêtés librement, de nombreux équipements industriels spécifiques requièrent un freinage. Les trois méthodes de freinage mentionnées ci-dessus présentent chacune leurs avantages et leurs inconvénients, ainsi que leurs applications respectives. Le choix de la méthode dépend de l'équipement concerné.