Le rotor ne peut jamais atteindre la vitesse synchrone (vitesse de rotation du champs tournant) car il n'y aurait plus de variation de flux dans les conducteurs rotoriques.
La vitesse de synchronisme est fonction de la fréquence du réseau d'alimentation (50 Hz en Europe) et du nombre de paire de pôles. Vu que la fréquence est fixe, la vitesse du moteur peut varier en fonction du nombre de paires de pôles.
La vitesse d'un moteur asynchrone est égale à la vitesse de synchronisme moins le glissement. La vitesse du synchronisme et égale à la fréquence divisée par le nombre de paires de pôles. On parle généralement de vitesse « théorique », ou de vitesse de synchronisme. Elle dépend de la fréquence du courant alternatif.
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).
La vitesse de synchronisme est une vitesse théorique. On la calcule en divisant la fréquence (f) par le nombre de paires de pôles du moteur électrique. On obtient alors une vitesse en tour par seconde (tr/s), que l'on multiple par 60 pour obtenir le résultat en tour par minute (tr/min).
Glissement d'une machine asynchrone
Il doit y avoir une différence de vitesse pour que ce type de machine fonctionne car c'est le décalage entre le rotor et le champ statorique qui provoque l'apparition des courants induits au rotor, courants qui créent le champ rotorique.
Il y aura donc deux moyens de faire varier la vitesse de rotation d'un moteur asynchrone : Agir sur le nombre de pôle à la construction ( moteurs à plusieurs BOBINAGES ). Faire varier la fréquence du réseau d'alimentation ( variateur de vitesse électronique ).
Un moteur synchrone ne démarre pas tout seul sur réseau : Il n'a de couple qu'à la fréquence du réseau. A l'arrêt, fréquence de rotation nulle, donc pas de couple.
Il "suffit" de mettre un réducteur de vitesse en sortie de l'arbre moteur. Au rendement près du réducteur, excellent, la puissance est conservée, la vitesse est divisée, et le couple multiplié.
Le moteur synchrone démarre donc comme un moteur asynchrone, à cause de la cage d'écureuil disposée sur le rotor. Lorsque le moteur approche de la vitesse synchrone, un interrupteur permet d'alimenter le rotor avec du courant continu.
Comparé au moteur shunt, le moteur asynchrone a l'avantage d'être alimenté directement par le réseau triphasé. Son prix d'achet est moins élevé, il est beaucoup plus robuste car il ne nécessite pratiquement pas d'entretien. Ses deux qualités fondamentales (prix et solidité) résulte du fait qu'il n'a pas de collecteur.
Le temps de démarrage dépend de l'inertie de la masse en mouvement, de la vitesse de rotation finale et du couple d'accélération du moteur. Les valeurs du courant crête sont encore plus élevées, et peuvent atteindre 10 fois la valeur du courant efficace nominal.
Démarrage étoile triangle
Pour diminuer la brutalité au démarrage et réduite le courant d'appel, le moteur démarre avec une connexion en étoile pour ensuite revenir vers le couplage en triangle. Les enroulements sont alimentés avec une tension 3 fois plus faible.
Quant au moteur synchrone, c'est lorsqu'ils sont synchronisés, mais celui-ci a le rotor qui se bloque plus facilement. Puisqu'il possède un aimant, on l'utilise principalement en générateur.
Celui des moteurs synchrones est composé d'un aimant ou d'un électroaimant. Ainsi, ce rotor tourne à la vitesse de synchronisme : le moteur synchrone tourne à la même vitesse que le champ magnétique.
Une machine synchrone est une machine électrique tournante dans laquelle le rotor tourne de façon synchrone avec le champ tournant du stator.
En physique, le couple moteur est la force qui agit avec un bras de levier sur un point de pivot. Le calcul du couple moteur se fait à l'aide de la formule de la loi du bras de levier : couple moteur = force (N) x bras de levier (m). L'unité du couple s'appelle le newton mètre (Nm).
Il existe 3 techniques pour faire varier la vitesse d'un moteur électrique asynchrone : Augmenter ou réduire le nombre de paire de pôles (à la construction) ; Faire varier la fréquence de l'alimentation ; Jouer sur le glissement du moteur (pour les moteurs à bagues).
Parfois, les constructeurs utilisent deux condensateurs permanents branchés en parallèle pour obtenir une capacité plus importante. Ce cas de figure est reconnaissable car les condensateurs sont en général identiques: même taille, même couleur et même valeur.
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.
Un variateur de vitesse est un équipement permettant de faire varier la vitesse d'un moteur, une nécessité pour de nombreux procédés industriels. En effet, la plupart des moteurs tournent à vitesse constante. Pour moduler la vitesse des équipements de procédé, on a longtemps eu recours à divers dispositifs mécaniques.
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.
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.
Pourquoi le moteur asynchrone tourne toujours un peu moins vite que prévu ? En effet, le champ magnétique tournant dans lequel est plongé le rotor entraîne ce dernier, mais à une vitesse légèrement inférieure.
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.