Qu'est-ce que la machine Asynchrone ? Les machines asynchrones font partie des machines à courant alternatif. Les machines à courant a...
Qu'est-ce que la machine Asynchrone ?
Elles possèdent plusieurs avantages par rapport aux machines à courant continu :
- simplicité
- Robustesse
- prix peu élevé
- entretien facile
Les moteurs Asynchrones sont des moteurs à courant alternatif (C.A), appelés également moteurs à induction. Ils sont les moteurs les plus répandus dans les secteurs industriels.
On les subdivise comme suit :
- les moteurs à cage d'écureuil
- les moteurs à rotor bobiné
Les avantages des moteurs Asynchrones
Les machines asynchrones sont :
- très robustes
- faciles à mettre en œuvre
- peu encombrantes
- très fiables
Ces machines sont surtout utilisées comme moteurs : 80% des moteurs électriques sont des moteurs asynchrones. Leur gamme de puissance s’étale de quelques watts à une dizaine de mégawatts.
Symbole et convention
Constituation
Le moteur est composé de deux parties séparées par un entrefer.
- Le stator ou inducteur :
C’est la partie fixe, constituée de trois enroulements (bobines) parcourus par des courants alternatifs triphasés. Les courants alternatifs dans le stator créent un champ magnétique tournant à la vitesse de synchronisme ns=f/p
- Le rotor ou induit :
C’est la partie tournante (mobile)
Le rotor, soumis à ce champ tournant, génère des courants induits qui, conformément à la loi de Lenz, s’opposent à cette rotation en entraînant la rotation du rotor dans le même sens, à la vitesse n
Le rotor n’est relié à aucune alimentation
Il y’a deux types de rotor :
Le rotor à cage d'écureuil :
Ce type de rotor est constitué de barres conductrices, en cuivre ou en aluminium, ces barres sont inclinées par rapport à l’axe de rotation. Les extrémités de ces barres sont court-circuitées par deux anneaux de même métal. La résistance du rotor à cage d’écureuil est très faible : on dit qu’il s’agit d’un court-circuit
Le rotor bobiné (à bagues) :
Trois enroulements sont logés dans les encoches d’un cylindre ferromagnétique feuilleté constituant le rotor.
Celui ci présente le même nombre de pôles que le stator. Ces enroulements rotoriques sont reliés à trois bornes par l'intermédiaire de bagues, solidaires du rotor, et de balais frottant sur ces bagues. Le rotor bobiné doit être fermé sur lui-même directement (mis en court-circuit) ou par l'intermédiaire de résistances.
En pratique, l’enroulement est toujours triphasé à couplage en étoile.
Quel type de rotor le plus utilisé ?
- Le rotor à cage d’écureuil
(+) Ce type de moteur, beaucoup plus facile à construire, avec prix inférieur, et a une robustesse plus grande que le moteur à rotor bobiné. Il constitue la plus grande partie du parc des moteurs asynchrones actuellement en service
(-) inconvénient majeur est qu’il a, au démarrage, de mauvaises performances (courant élevé et faible couple)
- Le rotor bobiné
Ce type de moteur est utilisé essentiellement dans des applications où les démarrages sont difficiles et/ou nombreux.
Principe de fonctionnement
Lorsque l'on fait tourner un aimant, on crée un champ magnétique tournant.
-Si on place un disque en métal dans ce champ magnétique tournant, alors le disque se met à tourner.
-On constate que le disque tourne à une vitesse légèrement inférieure à la vitesse de synchronisme (Ω< ΩS)
Les trois bobines décalées de 120° insérées dans le stator sont alimentées par une tension alternative triphasée.
Glissement
Le rotor tourne à la vitesse Ω plus petite que la vitesse de synchronisme Ωs
On dit que le rotor « glisse » par rapport au champ tournant.
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