Le stator
Le stator est formé d'une carcasse ferromagnétique qui contient trois enroulements électriques. C'est la partie fixe du moteur. Le passage d'un courant dans les enroulements crée un champ magnétique à l'intérieur du stator. Sur les moteurs triphasés, il y a 3 enroulements alimentés (en étoile 230V ou en triangle 400V) chacun par une phase. Pour le moteur asynchrone, le stator est l'inducteur (celui qui "induit", qui crée le champ magnétique).
Au centre des 3 bobines se trouve le rotor.
Le rotor
C'est l'élément en rotation qui transmet la puissance mécanique. Il se trouve au centre du moteur et est soumis au champ magnétique créé par le stator. Pour le moteur asynchrone, le rotor est l'induit (celui qui subit les courants "induits").
Principe de fonctionnement et définitions
Principe du moteur asynchrone triphasé
Création d'un champ tournant
Les 3 enroulements du stator sont orientés à 120° l'un par rapport à l'autre. Alimentés en courant triphasé (chaque courant est déphasé de 1/3 période), ces enroulements créent un champ magnétique tournant. Sa vitesse de rotation s'appelle vitesse de synchronisme. Sa valeur en tours par secondes vaut la fréquence du réseau qui alimente les bobines en Hz (50Hz pour l'Europe).
La vitesse de synchronisme est nommée Ωs en rad/s ou ns en (tours/s). On a alors Ωs = 2.Pi.ns
En pratique
Sur les moteurs asynchrones, la vitesse de synchronisme dépend de la fréquence d'alimentation et du nombre de paires de pôles (p) :
Ωs = 2.Pi.f/p ou ns = f/p avec ns en tours/s.
Exemple : vitesse de synchronisme pour un moteur à 4 pôles (2 paires de pôles : p=2) alimenté en 50Hz
ns = f/p = 50/2 = 25 tours/s = 1500 tours/min
Mise en mouvement d'une spire en court circuit (rotor)
Imaginons une spire en court circuit en libre rotation sur un axe perpendiculaire au plan des bobines et au centre de ces 3 bobines. Cette spire est soumise au champ tournant, comme si on faisait tourner un aimant autour de l'axe. Il s'y déclenche donc des courants de Foucault (qui peuvent exister puisque la spire est refermée sur elle-même). Ces courants créent une force de Laplace qui tend à mettre la spire en rotation pour s'opposer à la cause qui leur a donné naissance, d'après la loi de Lenz. La spire en court circuit part ainsi à la "poursuite" du champ magnétique tournant.
Mais la spire ne rattrape jamais le champ tournant !
En effet, imaginons que la spire tourne à la même vitesse que le champ tournant (Ωs). Dans son référentiel, elle ne verrait alors plus de variation de champ magnétique. Les courants de Foucault s'annuleraient, de même que le couple qu'ils créent. La spire ne serait plus entraînée. La spire représente le rotor.
Glissement
Il existe donc toujours une différence de vitesses de rotation entre le stator (Ωs) et le rotor (Ω). Cette différence s'appelle le glissement. Un observateur placé sur le rotor voit ainsi "glisser" le champ magnétique autour de lui.
Le glissement (g) est défini comme un rapport et n'a pas d'unité :
g = (Ωs - Ω) / Ωs = (ns - n)/ns
C'est à cause du glissement que le moteur est appelé "asynchrone".
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