Généralités
Les machines asynchrones triphasées encore appelées moteurs à induction, sont les plus utilisées dans l'industrie, ils sont peux coûteux, on les fabriquent en grande série. Ils sont sûrs, son fonctionnement ne génère pas d'étincelle comme c'est le cas pour un moteur à courant continu. Ce type de moteur équipe la quasi totalité des machines outils classiques.
Constitution d'une machine asynchrone triphasée
Le moteur asynchrone comprend 2 parties:
- Un inducteur fixe appelé stator
- Un induit mobile appelé rotor
Le circuit magnétique de chacun des deux parties est formé de tôle d'épaisseur entre 0,35mm à 0,5mm et ces tôles sont en acier au silicium. Ils comportent des encoches où sont logés les enroulements.
Le stator
Il comporte 3 enroulements (un par phase). Les entrées et les sorties des phases aboutissent à une plage à borne facilitant ainsi le couplage des enroulements.
Le rotor
On distingue deux types de rotor.
Le rotor à cage d'écureuil
Il est appelé rotor en court-circuit, il est constitué des barres conductrices traversant l'empilement des tôles du rotor parallèles ou non à l'axe du rotor et court-circuité aux deux extrémités par les anneaux conducteurs de faible résistance par induction.
Le rotor bobiné
Il est encore appelé rotor à bague, il porte un bobinage triphasé équilibré de nombre de pôle que le bobinage du stator. Les 3 enroulements sont utilisés à 3 bagues sur lesquels frottent les ballais.
Principe de fonctionnement
L'alimentation des enroulements du stator crée un champ tournant de vitesse de rotation ns=f/p, avec:
- ns: vitesse de synchronisation en tour par seconde.
- f: fréquence du réseau d'alimentation en hertz.
- P: nombre de paire de pôle créé par le stator.
Il en résulte un couple qui fait tourner le rotor dans le même sens que le champ tournant, mais à une vitesse de rotation inférieure à la vitesse de synchronisme. n<ns
La vitesse angulaire correspondante est en radian par seconde t elle se note r=2πn=2πf/p=ω/P
Notion de glissement
Comme n<ns, un observateur entraîné par le champ tournant du stator verrait le moteur tourner à l'envers à une vitesse réduite. Le rotor glisse par rapport au champ à l'opposé le champ glisse par rapport au rotor: rg=rr=r
rg: vitesse angulaire de glissement.
On définit donc la vitesse angulaire de glissement comme la vitesse relative du champ par rapport au rotor.
La fréquence de glissement
C'est la fréquence relative du champ par rapport au rotor ng=ns-n
Glissement
C'est le rapport de la fréquence (ou de la vitesse) de glissement à la fréquence de synchronisation.
g = rg/rs = ng/ns = (rs-r)/rs = (ns-n)/ns
Le glissement g peut prendre plusieurs valeurs. Lorsque g<0, n>ns
- Lorsque g=0 ; n=ns: pas de courant du rotor ni de couple.
- Lorsque g>0 ; n<ns: C'est le fonctionnement en moteur asynchrone.
- Lorsque g=1 ; n=0: le moteur est à l'arrêt ou au démarrage.
- Lorsque g>1 ; n<0: le moteur fonctionne en freinage
Couplage
Probatoire A-ABI 2021 Epreuve de littérature ou de culture générale