Le moteur asynchrone triphasé est l’une des machines électriques les plus utilisées dans l’industrie. Il est apprécié pour sa robustesse, sa simplicité de construction et sa fiabilité dans de nombreuses applications comme les pompes, les ventilateurs, les convoyeurs et les machines de production.
Dans cette première partie, nous allons voir le principe de fonctionnement du moteur asynchrone, le rôle du stator et du rotor, la notion de champ tournant ainsi que le glissement, qui explique pourquoi le rotor tourne toujours un peu moins vite que le champ magnétique.
Principe du moteur asynchrone
Un moteur asynchrone possède pratiquement le même stator qu’un moteur synchrone. Ce stator contient trois enroulements alimentés par un réseau triphasé. Lorsque ces enroulements sont parcourus par des courants triphasés, ils créent un champ magnétique tournant.
Ce champ magnétique tourne à la vitesse de synchronisme. Il traverse ensuite le rotor et y induit des courants. Ces courants créent à leur tour un champ magnétique rotorique qui interagit avec le champ du stator. Cette interaction produit un couple moteur qui met le rotor en rotation.
Le stator et le rotor
Le stator
Le stator est la partie fixe de la machine. Il porte les enroulements triphasés alimentés par le réseau électrique. Son rôle est de créer le champ magnétique tournant à l’intérieur du moteur.
Le rotor
Dans le cas le plus courant, le rotor est un rotor à cage d’écureuil. Il est constitué de barres conductrices reliées entre elles par des anneaux de court-circuit. Le rotor n’est pas alimenté directement : les courants y apparaissent par induction sous l’effet du champ tournant du stator.
Le champ tournant
Grâce à l’alimentation triphasée, le stator produit un champ magnétique qui tourne à vitesse constante. Cette vitesse dépend de la fréquence du réseau et du nombre de pôles de la machine.
avec :
- Ns : vitesse de synchronisme en tr/min
- f : fréquence du réseau en Hz
- P : nombre de pôles
Par exemple, pour un moteur alimenté en 50 Hz :
- 2 pôles → 3000 tr/min
- 4 pôles → 1500 tr/min
- 6 pôles → 1000 tr/min
- 8 pôles → 750 tr/min
Pourquoi le rotor tourne-t-il moins vite ?
Le rotor d’un moteur asynchrone ne peut pas tourner exactement à la vitesse de synchronisme. S’il tournait à la même vitesse que le champ statorique, il n’y aurait plus de mouvement relatif entre le champ magnétique et les conducteurs du rotor.
Dans ce cas, aucun courant ne serait induit dans le rotor, donc aucun couple ne serait produit. Le rotor ralentirait alors immédiatement. C’est pour cette raison qu’en fonctionnement normal, le rotor tourne toujours à une vitesse légèrement inférieure à la vitesse de synchronisme.
Le glissement
La différence entre la vitesse de synchronisme Ns et la vitesse réelle du rotor N s’appelle le glissement.
On peut aussi l’exprimer en pourcentage :
Le glissement est donc une grandeur essentielle pour comprendre le fonctionnement du moteur asynchrone. Il est généralement faible en régime nominal, souvent de quelques pourcents.
Exemple simple
Si la vitesse de synchronisme vaut 1500 tr/min et que le rotor tourne à 1450 tr/min, alors :
Vidéo : Épisode 1
Cette première partie est également expliquée en vidéo. Vous pouvez regarder la présentation ci-dessous pour compléter le cours écrit.
Pour aller plus loin
Cette première partie présente surtout le principe général du moteur asynchrone et la notion de glissement. Pour approfondir le sujet, vous pouvez continuer avec les autres ressources consacrées au moteur asynchrone triphasé.
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