5. Comment le condensateur est-il calculé dans un circuit Steinmetz ?

Kategorie: Moteurs électriques en général

Formule pour le condensateur de fonctionnement dans le circuit Steinmetz

Pour le circuit Steinmetz, le moteur doit être connecté en étoile ou en triangle pour correspondre à la tension secteur existante, qui en Europe est généralement de 230 V. Le condensateur de fonctionnement est un condensateur en papier métallique selon DIN EN 60252-1 (VDE 0560- 8:2011-10), qui est raccordé au troisième raccordement libre du moteur et, selon le sens de rotation souhaité, au conducteur extérieur ou au conducteur neutre. Si le condensateur est connecté au conducteur externe, le moteur tourne vers la droite, si le condensateur est connecté au conducteur neutre, il tourne vers la gauche. Dans divers ouvrages et forums spécialisés, en référence à la norme DIN 48501, qui a été retirée il y a des années, une valeur indicative d'environ 70 µF pour 1 kW de puissance moteur est recommandée pour une tension de service de 230 V. La formule générale de calcul du condensateur de fonctionnement de capacité C et de puissance P du moteur électrique à la tension nominale U est :

$C = \frac {2 P} {\sqrt{3} \, \omega \, U^2}$

avec $\omega$ la fréquence circulaire

Avec le circuit Steinmetz, le moteur peut fonctionner en triangle ou en étoile, en fonction de la tension de la bobine. La connexion delta est préférable.

Connexion Delta

Connexion Delta – inversion de direction

Connexion étoile

Connexion demi-étoile

Une phase auxiliaire est générée par le condensateur. Cependant, au lieu de 120°, celui-ci n'a qu'un déphasage inférieur à 90°. Ainsi, seul un champ tournant elliptique est généré, ce qui suffit à donner au moteur un sens de rotation pour qu'il puisse démarrer de manière autonome. Cependant, cela confère au moteur des caractéristiques de fonctionnement elliptiques. Avec le circuit Steinmetz, le moteur peut fonctionner en triangle ou en étoile, en fonction de la tension de la bobine. La connexion delta est préférable. Le condensateur et la bobine du moteur forment ensemble un circuit résonant en série. Pendant le fonctionnement, le condensateur produit une tension de crête allant jusqu'à 330 V pour une tension secteur de 230 V. Afin de garantir qu'il ne soit pas détruit, il doit être dimensionné pour la tension la plus élevée présente. Les condensateurs métal-papier utilisés vieillissant au fil des années, une marge de sécurité de 70 V à 80 V est ajoutée. Avec une tension secteur de 230 V, un condensateur avec une rigidité diélectrique d'au moins 400 V est utilisé. En raison du condensateur, les courants dans les différents brins sont différents. Le courant de démarrage du moteur dépend du couple requis et correspond à plusieurs fois le courant nominal. Étant donné que le fonctionnement de moteurs plus gros entraîne une augmentation des charges monophasées, le fonctionnement des moteurs avec circuit Steinmetz est limité à 1,5 kW jusqu'à un maximum de 2 kW, selon le fournisseur.