Étude comparative sur l'efficacité énergétique d'un moteur à rotor en cuivre et d'un moteur à aimant permanent
Lors de la réunion Emods du Forum mondial sur l'efficacité énergétique des systèmes moteurs (Eemods), Richard DeFay, responsable du projet énergie durable de la Copper Development Association, a présenté un rapport sur les résultats des tests effectués sur les moteurs à rotor en cuivre et les moteurs à aimant permanent.
Defi a souligné lors de la réunion: "L'industrie pensait autrefois que l'efficacité des moteurs à aimants permanents était meilleure que celle des moteurs à induction, mais ce n'est pas vrai." La Copper Development Association prévoit de comparer des systèmes relativement permanents de moteurs à aimant permanent avec des moteurs à rotor en cuivre utilisant des entraînements spécifiés par les fabricants de moteurs à aimant permanent afin de déterminer l'efficacité des arguments marketing.
La première phase de l'essai a été comparée à l'aide d'un moteur à rotor en cuivre de 7,5 HP (5,5 kW) et d'un moteur à aimant permanent de trois fabricants différents. L'essai a été réalisé au laboratoire d'essais sur les moteurs à énergie avancée en Caroline du Nord et les essais ont duré plusieurs mois. Le test du moteur est divisé en trois phases, toutes utilisant le même convertisseur de fréquence, et le rendement est comparé en fonction de la charge et de la vitesse du moteur.
L'étude a révélé que les données comparant l'efficacité énergétique des moteurs à aimant permanent et à rotor en cuivre à différentes vitesses (1800, 1600, 1400, 1200, 1 000 tr / min) sont les suivantes: (la couleur du panier représente le moteur du rotor en cuivre, le rouge représente l'aimant permanent moteur)
Les résultats montrent que l'efficacité du moteur à rotor en cuivre est supérieure à celle du moteur à aimant permanent au niveau de l'aimant permanent à 90Hz et à la fréquence de 60Hz du rotor en cuivre.
L’étude de la deuxième phase d’essai montre que, dans la phase d’aimant permanent de 150 Hz, fréquence du rotor en cuivre de 60 Hz, le rapport de couple du système de moteur à rotor en cuivre est supérieur à celui du moteur à aimant permanent, mais le pourcentage de couple atteint 75%. À ce moment-là, l'efficacité du rotor en cuivre commence à être inférieure à celle de l'aimant permanent.
Le test de la troisième étape montre que le moteur à rotor en cuivre est plus efficace que le moteur à aimant permanent PM lorsque la fréquence est la même.
«Les résultats de cette analyse sont très intéressants et montrent que le moteur doit être étudié plus avant à différentes vitesses de puissance», a déclaré M. Defi. "Nous avons maintenant la possibilité de mener des évaluations plus vastes et plus larges afin d'évaluer plus précisément la technologie des moteurs à rotor en cuivre." Les tests futurs peuvent inclure: La puissance nominale du moteur jusqu’à 20 cv (14,9 kW).
Comme le montrent les exemples ci-dessus, le moteur asynchrone utilisant le rotor en cuivre est non seulement beaucoup plus efficace que le moteur en aluminium, mais présente également un avantage irremplaçable par rapport au moteur à aimant permanent, par exemple, court-circuit, température élevée et forte vibration du matériau magnétique permanent. L'environnement est sujet à une perte de magnétisme et la protection magnétique ne peut pas être éteinte lorsque le défaut se produit. Dans des conditions anormales telles qu'une survitesse, le pôle de l'aimant permanent est facilement affecté. Ces défauts inhérents aux générateurs synchrones à aimants permanents rendent difficile le respect des exigences de haute fiabilité et de performances du système, et le moteur à rotor en cuivre offre d'excellentes performances à cet égard. Le fabricant de moteurs RelianceElectric estime que les moteurs à rotor en cuivre sont les seuls à répondre aux exigences strictes de l’armée.
