Dans un moteur asynchrone, c'est le champ magnétique qui varie sous forme de champ tournant créé dans le stator. Au démarrage le champ tournant balaye les conducteurs de son flux à la vitesse angulaire de synchronisme. Le rotor mis en rotation tend à rattraper le champ tournant.
Un moteur asynchrone triphasé dispose de trois enroulements fixes décalés de 120° c'est le stator, ces enroulements constitués de plusieurs bobines une fois alimentée crée un champ magnétique tournant, celui-ci entraînera la partie mobile du moteur, le rotor.
Une différence liée au rotor
La différence entre moteurs synchrones et asynchrones vient du rotor : le rotor des moteurs synchrones se compose d'un aimant ou électroaimant alors que celui des moteurs asynchrones est constitué d'anneaux (qui forment ce que l'on appelle la cage à écureuil).
Le choix d'un moteur asynchrone triphasé dépend de nom- breux critères tels que : le couple résistant, l'inertie, le réseau et l'ambiance. Ce choix dépend mécaniquement de la machine à entraîner.
Le terme asynchrone provient du fait que la vitesse de rotation du rotor de ces machines n'est pas exactement déterminée par la fréquence des courants qui traversent leur stator (voir : « Principes généraux – Glissement d'une machine asynchrone »).
Les moteurs asynchrones triphasés représentent plus de 80 % du parc moteur électrique. Ils sont utilisés pour transformer l'énergie électrique en énergie mécanique grâce à des phénomènes électromagnétiques. C'est une machine robuste, économique à l'achat et ne nécessitant que peu de maintenance.
Formule pour le calcul de la vitesse d'un moteur électrique
La vitesse d'un moteur asynchrone = fréquence (en Hz)/nombre de paires de pôles – glissement*
La puissance absorbée par le moteur peut être calculée à partir de la tension, du courant et du facteur de puissance: Le rendement du moteur correspond à la puissance utile divisée par la puissance absorbée: Exemple 4.3: Soit un moteur de puissance nominale de 15 kW et de vitesse nominale de 1480 tr/min.
Il existe plusieurs types de moteurs électriques asynchrones. On retrouve d'une part les moteurs à rotor bobiné (à bagues) et d'autre part les moteurs à cage (cage à écureuil, double cage, à encoches profondes).
Les moteurs asynchrones triphasés cumulent de multiples avantages : ils sont simples, robustes et faciles d'entretien. Toutes ces raisons expliquent leur popularité en milieu industriel. Surtout depuis l'apparition des variateurs de fréquences permettant de faire varier leur vitesse de rotation.
Il s'agit de la vitesse maximale à laquelle le moteur tourne. La vitesse est relative à la fréquence de la tension d'alimentation mais également à la puissance maximale. La vitesse s'exprime en nombre de tours par minutes (tr/min) en français ou en RPM (Rotation Per Minute) en anglais.
Le stator du moteur étudié au paragraphe précédent disposait d'un seul bobinage et donc de 2 pôles. Tous les 1/100ème de seconde, chaque pôle inverse sa polarisation obligeant le rotor à parcourir un 1/2 tour.
Calculer ou trouver la vitesse de synchronisme d'un moteur :
Moteur avec 1 paires de pôles (2 pôles) : (50x60) / 1 = 3000 tr/mn. Moteur avec 2 paires de pôles (4 pôles) : (50x60) / 2 = 1500 tr/mn.
Si vous connaissez le régime moteur ainsi que la puissance en chevaux, vous pouvez également utiliser la formule suivante : Couple moteur (N.m.) = (Puissance (ch) x 7000) / Régime (tr / min). La formule pour calculer la puissance du moteur est donc : Puissance (ch) = Couple moteur (N.m.) x Régime (tr / min) / 7000.
Le couple moteur est une grandeur physique qui détermine la force de traction d'un moteur, exprimée en newton mètre (Nm). L'objectif pour une voiture avec moteur à combustion est de disposer d'un couple moteur élevé le plus tôt possible, à bas régimes.
Il existe trois types de moteur aujourd'hui : le moteur à combustion, le moteur à explosion, ou le moteur électrique.
Le courant nominal est le courant absorbé (IA) par le moteur alimenté à tension (UN) et fréquence nominale. La puissance délivrée est alors la puissance nominale (PN). L'indication de la puissance nominale est marquée sur la plupart des appareils et équipements électriques.
Un moteur DC est constitué de 3 parties : - le stator (corps ou inducteur) qui est fixe; - le rotor (induit)(=axe+bobine) qui est mobile ; - les balais.
Puissance utile : définition et formule pour la calculer
Pour la calculer, la formule est la suivante : U*I*cos(phi). La lettre U correspond à la tension, la lettre I fait référence au courant et le phi correspond au déphasage entre la tension et le courant.
Dans un démarreur étoile triangle, le démarrage est réalisé en deux temps : une première phase permet de démarrer le moteur avec un couplage étoile. Cette phase dure quelques secondes. Lorsque le moteur a démarré, le dispositif de commande déclenche la seconde phase : le couplage en triangle.
► Il faudra calculer le courant qui traversera les appareillages en cherchant le courant nominal du moteur, ou bien en utilisant sa puissance utile, dans ce cas il faut diviser cette puissance par le rendement du moteur et utiliser la formule : I = P/√3 x U x cos φ.