Moteur asynchrone triphasé
Principe de fonctionnement
La fonction du moteur électrique asynchrone est de générer un mouvement de rotation (vitesse angulaire ) à partir d'une commande électrique sinusoïdale de fréquence variable. La vitesse angulaire dépend du couple résistant auquel doit faire face le moteur.
Le moteur asynchrone est largement utilisé dans l'industrie, car sa simplicité de construction en fait un matériel très fiable ne nécessitant pas beaucoup d'entretien.
Il est constitué :
d'une partie fixe, le stator, qui comporte le bobinage ;
d'une partie rotative, le rotor, qui comporte un bobinage en cage d'écureuil.
Pour fonctionner, il utilise le principe des champs magnétiques tournants produits par des tensions alternatives. En effet, un bobine, parcourue par un courant i, produit un champ magnétique dirigé selon son axe. Le sens et la norme de dépendent de i. |
Si le courant est alternatif, le champ magnétique varie en sens et en norme à la même fréquence que le courant. |
Si deux bobines sont placées à proximité, le champ magnétique résultant est la somme vectorielle des champs magnétiques. |
Dans le cas d'un moteur triphasé, il y a trois bobines dans le stator, disposées à 120° chacune. Les courants, sinusoïdaux, de chaque bobine sont déphasés de 120°. La somme vectorielle des champs magnétiques est un champ magnétique de norme constante, qui tourne en cercle, à le même fréquence que celle des courants.
Les trois bobines créant un champ magnétique tournant, si on place une boussole dedans, elle va tourner à la même fréquence, appelée fréquence de synchronisme.
La cage d'écureuil du rotor est noyée dans le champ magnétique créé par le stator. Il en résulte des courants de Foucault induits, ce qui crée des forces de Laplace et fait tourner le rotor sur lui même.La cage ne peut pas tourner exactement à la même vitesse que le champ magnétique, sinon les courant de Foucault n'existeraient plus. Il y a donc une légère différence entre la fréquence du courant et la fréquence de rotation de la cage, d'où l'appellation « moteur asynchrone ». Par exemple, un champ magnétique qui tourne à 3000 tr/min entraîne en rotation, en régime nominal, un rotor à 2840 tr/min. Il y a donc une différence de 160 tr/min.
Pour un moteur asynchrone, le couple varie en fonction de la fréquence de rotation du moteur.
La caractéristique dynamique d'un moteur asynchrone est la suivante :
Pour faire varier la fréquence de rotation du moteur, il faut faire varier la fréquence du courant de commande. Pour cela, on utilise un variateur.
