5. Comment le condensateur est-il calculé dans un circuit de taille de pierre ?

Formule pour le condensateur de fonctionnement dans le circuit de taille de pierre

Pour le Circuit de taille de pierre le couplage du moteur, en étoile ou en triangle, doit être adapté à la tension du réseau disponible, qui est généralement de 230 V en Europe. Le condensateur de service autorisé est un condensateur en papier métallique conforme à la norme DIN EN 60252-1 (VDE 0560-8:2011-10), qui doit être raccordé à la troisième borne encore libre du moteur et au conducteur extérieur ou au conducteur neutre, selon le sens de rotation souhaité. Si le condensateur est connecté au conducteur extérieur, le moteur tourne vers la droite, si le condensateur est connecté au conducteur neutre, le moteur tourne vers la gauche. Dans divers ouvrages spécialisés et forums, on recommande, en référence à la norme DIN 48501 retirée il y a plusieurs années, une valeur indicative d'environ 70 µF par 1 kW de puissance moteur pour une tension de fonctionnement de 230 V. La formule générale pour le calcul du condensateur de service avec la capacité C et une puissance P du moteur électrique à la tension nominale U est la suivante:

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

avec $\omega$ la fréquence du circuit

Dans le cas du circuit Steinmetz, le moteur peut fonctionner en triangle ou en étoile, selon la tension de la bobine. Le couplage en triangle est utilisé de préférence.

Couplage en triangle

Couplage triangle - inversion de sens

Couplage en étoile

Couplage en demi-étoile

Une phase auxiliaire est générée par le condensateur. Toutefois, au lieu de 120°, celle-ci ne présente qu'un déphasage de moins de 90°. Il ne génère donc qu'un champ tournant elliptique, mais suffisant pour donner un sens de rotation au moteur afin qu'il puisse démarrer de manière autonome. Toutefois, cela donne au moteur des caractéristiques de fonctionnement elliptiques. Avec le circuit Steinmetz, le moteur peut fonctionner en triangle ou en étoile, selon la tension de la bobine. Le couplage en triangle est utilisé de préférence. Le condensateur et la bobine du moteur forment ensemble un circuit oscillant série. En fonctionnement, une tension de pointe pouvant atteindre 330 V est générée au niveau du condensateur à une tension de secteur de 230 V. Pour ne pas être détruit, le condensateur doit être dimensionné pour la tension la plus élevée. Comme les condensateurs en papier métallique utilisés vieillissent au fil des ans, une marge de sécurité de 70 V à 80 V est ajoutée. Pour une tension de réseau de 230 V, on utilise donc un condensateur avec une résistance de tension d'au moins 400 V. En raison du condensateur, les courants dans les différentes branches sont différents. Le courant de démarrage du moteur dépend du couple requis et est un multiple du courant nominal. Étant donné que l'utilisation de moteurs plus grands entraîne des charges monophasées plus importantes, le fonctionnement des moteurs avec un circuit de taille de pierre est limité à 1,5 kW à 2 kW maximum, selon le fournisseur.