Les moteurs électriques

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Moteur assynchrone triphasé	Moteur courant continu
Moteur pas à pas	Moteur synchrone

Le moteur asynchrone

Le moteur asynchrone est une machine transformant l'énergie électrique apportée par le courant alternatif monophasé ou triphasé, en énergie mécanique.

Il est caractérisé par des grandeurs d'entrée qui sont:

• électriques (U, I, cos j) le nombre de phases

et des grandeurs de sortie:

• mécaniques (P, n, T)

Nous allons prendre le cas d'un moteur triphasé (le plus utilisé sur les machines industrielle)

Constitution

Un moteur triphasé est constitué de:

Le stator (partie fixe): 3 enroulements (1 par phase) alimentés par des tensions triphasées produisant ainsi un champ magnétique tournant à la fréquence n.Les enroulements du stator sont couplés soit en étoile soit en triangle. Sur certains moteurs les deux couplages sont réalisables et offrent la possibilité au moteur de fonctionner avec 2 systèmes différents de tensions triphasées.

Le rotor (partie tournante): Il est placé dans le champ tournant du stator. L'enroulement rotorique n'est relié à aucune source extérieure, il est fermé sur lui même, donc en court circuit. Les seuls courants le traversant sont les courants de FOUCAULT induits par la rotation du champ statorique.

Fréquence et vitesse

Fréquence de rotation:

avec n: fréquence de rotation (en tours par seconde)

p: nombre de paires de pôles

f: fréquence du courant (en Hertz)

La vitesse angulaire correspondante est:

avec W en rad/s

Glissement

Le rotor tourne moins vite que le champ tournant. En notant n' sa fréquence de rotation et W' sa vitesse angulaire nous aurons:

• la vitesse angulaire de glissement égale a:

• La fréquence de glissement:

ng = n – n'

On appelle donc glissement d'un moteur asynchrone le rapport de la fréquence de glissement à la fréquence de synchronisme.

g est généralement exprimé en %

Puissance et couple

Bilan énergétique

Puissance absorbée:

en triphasé:

en monophasé:

Les pertes:

• Pertes par effet joule dans le stator: Pjs avec r résistance mesurée entre 2 bornes quelque soit le couplage.

• Pertes dans le fer du stator ou pertes magnétiques Pfs. Ces pertes sont indépendantes de la charge mais varient avec la fréquence de rotation et croissent quand celle-ci diminue.

• Pertes par effet joule dans le rotor: Pjr. Elles sont égales au produit de la puissance transmise par le glissement.

avec Ptr: Puissance transmise au rotor

et

• Pertes mécaniques: Pm Indépendantes de la charge et fonction de la fréquence de rotation.

Puissance utile:

Puissance transmise au rotor

C'est la puissance transmise absorbée diminuée des pertes dues au stator.

Cette puissance est transmise au rotor par le couple électromagnétique développé grâce au champ tournant et défini comme suit:

Ce couple est aussi celui du rotor mais ce dernier tourne à la fréquence W' et la puissance restante est:

La transmission de puissance du stator au rotor se fait avec une perte de vitesse mais sans diminution de couple.

Le couple est celui transmis au rotor.

Pour avoir le couple utile il faut diviser la puissance utile par la vitesse angulaire du rotor soit:

Rendement