Rappels: Les machines asynchrones triphasées

aluminium appelé rotor.

Le rotor se met alors à tourner dans le même sens que le champ tournant mais à une vitesse

légèrement plus faible d’où le terme asynchrone.

ou plus simplement:

Les trois enroulements statorique alimentés par un réseau triphasé équilibré créent dans

l’entrefer un champ magnétique tournant à la fréquence de rotation de synchronisme ns. Les

conducteurs du rotor sont soumis à ce champ tournant. Ils sont alors traversés par des courants

de Foucault induits. D’après la loi de Lenz, Le rotor est donc entraîné dans le sens du champ

tournant à une vitesse légèrement inférieure

Si le rotor tourne à la même vitesse que le champ (synchronisme), il n'y aura pas de courant

induit, donc pas de forces électromagnétiques, donc pas de rotation.

La fréquence de rotation du rotor, notée n, est inférieure à celle de rotation du champ qui est

appelée fréquence de synchronisme et notée ns.

IV. VITESSE DE GLISSEMENT

La vitesse de synchronisme est la vitesse de rotation du champ tournant :

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Chapitre1 Rappels: Les machines asynchrones triphasées

)s/tr(n

=

)Hz(f p

et

Ω

rad(s

)s/

=

=

w p

π f2 p

Le glissement mesure l'écart relatif entre la vitesse de rotation de la machine et la vitesse de

synchronisme :

g : Le glissement [sans unités].

g =

n

n − s n

s

avec ns : La fréquence de rotation de synchronisme [tr/s].

n : La fréquence de rotation [tr/s].

On en déduit que :

Exemple d'application:

n = ns. (1 - g)

Soit un réseau triphasé (f = 50 Hz) alimentant un moteur à trois paires de pôles (p = 3) :

1) Déterminer la vitesse de rotation en (tr/mn)

nS = 50/3 = 16,7 tr/s = 1000 tr/min

2) A la charge nominale, ce moteur tourne à 950 tr/min , calculer alors le glissement

gN = (1000 - 950)/1000 = 0,05 = 5 %

• A vide (pas de charge), n ≈1000 tr/min, le glissement gvide ≈0 % • Au démarrage (n = 0) , g = 1 (100 %)

Glissement g

Vitesse n

Fonctionnement

0

g <0

g >0

1

ns = nr

nr >ns

nr <ns

0

Rien ne fonctionne

Génératrice

Moteur

Début de démarrage

Table.2. Différents cas de fonctionnement possibles

Remarques:

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Chapitre1 Rappels: Les machines asynchrones triphasées

En fonctionnement normal, le glissement ne dépasse pas quelques pour cent.

A vide, un moteur asynchrone tourne pratiquement à la vitesse de synchronisme.

V. BILAN DE PUISSANCE D'UN MOTEUR ASYNCHRONE

Fig.3: Bilan de puissance d'un moteur asynchrone

V.1. Pertes joules au rotor:

jrp

=

trP

−

emT

=Ω

emT

(

jrp

=

trP.g

Remarque:

=Ω−Ω

)

s

emgT

Ω

s

Les pertes fer sont essentiellement localisées au stator (elles sont négligeables dans le rotor).

V.2. Puissance:

 Puissance électrique absorbé par le stator:

P a

 Puissance transmise au rotor:

P

tr

=

P a

−

P(

js

=

+

UI3

cos(

ϕ )

Ω=

.C)

P fs

 Pertes fer (pertes par hystérisis et par courants de foucaults):

P fs

 Pertes par effet Joule dans le stator:

P

2rI

=

3 2

js

( quel que soit le couplage)

P = js

2RI3

(cas du couplage étoile)

P = js

2RI

(cas du couplage triangle)

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Avec:

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Chapitre1 Rappels: Les machines asynchrones triphasées

R: résistance de l'enroulement statorique

r: résistance mesurée entre deux bornes

 Pertes fer (pertes par hystérisis et par courants de foucaults):

P fs

 Puissance transmise au rotor:

P

tr

=

P a

−

P(

+

P fs

js

Ω=

.C)

 A vide Pu=0 , g=0 et pjr=0

V.3. Rendement:

=η

=

P u P a

UI3

cos(

pertes

−ϕ )

 ϕ ) cos(

UI3

VI. DECODAGE D'UNE PLAQUE SIGNALETIQUE

La plaque signalétique d’un moteur asynchrone (moteur électrique) est la carte d’identité du

moteur délivrée et certifiée par le constructeur. Elle contient donc les caractéristiques nominales électriques du moteur.

Fig.4: Exemple de plaque signalétique

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Chapitre1 Rappels: Les machines asynchrones triphasées

Autre type de plaque signalétique:

3 ~ 11KW

Y/∆=230V/400V cos(cid:2030)=0.85

22.5A/39A 50HZ

1440tr/min

Fig.5: Autre type de plaque signalétique

UN = 400 V : tension d'alimentation nominale entre phases.

VN=230V : tension d'alimentation nominale la phase et la neutre.

IN = 22.5A : courant de ligne consommé à charge nominale.

Pu = 11 kW : puissance utile nominale. (Puissance mécanique fournie à la charge).

nN = 1440 tr/min : vitesse de rotation nominale.

Cos(cid:2030) = 0,85 : facteur de puissance nominale.

VII. CHOIX DU COUPLAGE

Afin d’adapter électriquement un moteur (et éviter de le griller) par rapport à l’alimentation

électrique distribuée sur le réseau, il est IMPERATIF de coupler les enroulements du moteur.

A partir des indications données par la plaque signalétique et le réseau d'alimentation nous

devons choisir l'un des deux couplages possible étoile ou triangle. Il faut alors appliquer les 2

règles suivantes.

 Si la plus grande tension de la plaque signalétique du moteur correspond à la tension

entre phases du réseau on adopte le couplage Y.

 Si la plus petite tension de la plaque signalétique du moteur correspond à la tension

entre phases du réseau on adopte le couplage ∆.

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Chapitre1 Rappels: Les machines asynchrones triphasées

Exemple:

Réseau d'alimentation

Plaque signalétique

Couplage

230V

230V

Tension

simple

400V

400V

230V

400V

400V

690V

Y

∆.

Tension

Tension d'un

Tension entre

composée

enroulement

deux

enroulements

Table.3. Tableau récapitulatif sur les couplages

Le couplage dans la boite à borne du moteur :

Une fois défini, le couplage (étoile Y ou triangle ∆ ) sera réalisé grâce à des barrettes de

couplages positionnées dans la boite à bornes du moteur.

Fig.6: Couplage dans la boite à bornes du moteur

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