37. Moteur Asynchrone triphasé

On dit asynchrone car il y a un glissement (g) entre la vitesse de rotation du champ magnétique du stator et la vitesse de rotation du rotor.

Il comporte : - un rotor en court-circuit dit « à cage d’écureuil ». - ou, pour quelques-uns, un rotor bobiné alimenté par 3 bagues lisses pour les démarrages de charges fragiles (téléski...).

Vitesse et Glissement

Vitesse de synchronisme (stator) :

Calcul de la vitesse de synchronisme (n)

\[ n = \frac{f}{p} \]
  • n: fréquence de synchronisme (vitesse du champ tournant) en tours/seconde (tr/s)
  • f: fréquence du courant d’alimentation en Hertz (Hz)
  • p: nombre de paires de pôles du stator

Vitesse angulaire de synchronisme :

Calcul de la vitesse angulaire de synchronisme (Ω)

\[ \Omega = 2\pi n \]
  • \(\Omega\): vitesse angulaire de synchronisme en rad/s

Vitesse de rotation (rotor) : - n': fréquence de rotation du rotor en (tr/s) - \(\Omega' = 2\pi n'\): vitesse angulaire du rotor en (rad/s)

Glissement :

Calcul du glissement (g)

\[ g = \frac{n - n'}{n} = \frac{\Omega - \Omega'}{\Omega} \]
  • g: glissement en pourcentage (typiquement 2% < g < 8%)

Fréquence des courants rotoriques :

Calcul de la fréquence des courants rotoriques (fg)

\[ f_g = g \cdot f \]
  • \(f_g\): fréquence des courants induits dans le rotor en (Hz)

Bilan des Puissances

illustration_37

Schéma de flux de puissance : Stator → Rotor → Puissance Utile

  1. Puissance Absorbée (\(P_a\)):

Calcul de la Puissance Absorbée (Pa)

\[ P_a = \sqrt{3} \cdot U \cdot I \cdot \cos\phi \]
  • Pertes Joule Stator (\(p_{js}\))

  • Pertes Fer Stator (\(p_{fs}\))

  • Puissance Transmise au Rotor (\(P_{tr}\)):

Calcul de la Puissance Transmise au Rotor (Ptr)

\[ P_{tr} = P_a - p_{js} - p_{fs} = T \cdot \Omega \]
  • Pertes Joule Rotor (\(p_{jr}\))

  • Pertes Mécaniques (\(p_m\))

  • Puissance Utile (\(P_u\)):

Calcul de la Puissance Utile (Pu)

\[ P_u = P_{tr} - p_{jr} - p_m = T_u \cdot \Omega' \]

Formules des pertes :

Pertes joule stator (pjs)

\(p_{js} = \frac{3}{2} r \cdot I^2\): Pertes joule stator (W). r est la résistance mesurée entre 2 phases.

Pertes joule rotor (pjr)

\(p_{jr} = g \cdot P_{tr}\): Pertes joule rotor (W).

Pertes fer stator (pfs)

\(p_{fs}\): Pertes fer (hystérésis et Foucault) dans le stator (W).

Pertes mécaniques (pm)

\(p_m\): Pertes mécaniques dans le rotor (W).

Pertes collectives (pc)

\(p_c = p_{fs} + p_m\): Pertes collectives (W).

Puissance utile et Rendement :

Calcul de la Puissance Utile (Pu)

\[ P_u = P_a - p_{js} - p_{jr} - p_c \]

Calcul du Rendement (η)

\[ \eta = \frac{P_u}{P_a} \]

Couples : - T: couple électromagnétique transmis au rotor (Nm). - \(T_u\): couple mécanique utile sur l'arbre du rotor (Nm).