ELEC 2753 Electrotechnique

La machine asynchrone fait partie de la famille des machines à champ tournant.
Cela signifie que l'on peut décrire l'essentiel de son comportement dans le cadre d'un modèle qui suppose que, en régime permanent, le champ magnétique présent dans la machine

• est une fonction périodique de la coordonnée angulaire (on suppose ici que l'on a affaire à une machine rotative),
• reste constant, à une rotation d'ensemble près.

La périodicité du champ est de 360°/p , où p est un nombre entier appelé "nombre de paires de pôles".

Ce champ est mobile aussi bien par rapport au stator que par rapport au rotor. Le flux magnétique de tous les enroulements, aussi bien statoriques que rotoriques, est donc une fonction périodique du temps (que l'on supposera sinusoïdale). Les enroulements sont donc le siège de tensions alternatives.

Nous allons examiner à l'aide de quelques exercices les implications de cette structure.

Exercice proposé S05-1 : Structure des phases.

Exercice proposé S05-2 : Lien entre les nombres de pôles et de phases.

Exercice proposé S05-3 : Lien entre les nombres de pôles du stator et du rotor.

Exercice proposé S05-4 : Lien entre les nombres de phases du stator et du rotor.

Les enroulements sont le siège de flux alternatifs, et donc aussi de tensions induites alternatives, dont la fréquence est égale au produit du nombre de paires de pôles p de la machine par la vitesse du champ tournant par rapport à l'enroulement considéré.

Pour que la puissance électrique échangée par un enroulement soit en moyenne non nulle, il faut que les courants aient la même fréquence que les tensions. La même condition est aussi nécessaire pour que ces courants puissent contribuer à la "création" du champ tournant. Il n'y a donc idéalement, en régime permanent, qu'une seule fréquence électrique statorique w_s et une seule fréquence électrique rotorique w_r .

La vitesse de rotation du champ magnétique par rapport au stator porte le nom de "vitesse de synchronisme". En vertu de ce qui précède, elle est donnée par

(S05-1) vitesse de synchronisme = w_s/p .

La vitesse de rotation du champ magnétique par rapport au rotor est égale à la différence entre la vitesse du champ (S03-1)(par rapport au stator) et la vitesse de rotation mécanique (du rotor par rapport au stator), soit w_s /p - w_m .

La fréquence électrique rotorique vaut donc

(S05-2) w_r = p (w_s /p - w_m)

Le rapport g entre les fréquences électriques rotoriques et statoriques vaut donc

(S05-3)

Ce rapport est donc une mesure, en valeur relative, de la différence entre la vitesse du champ et celle du rotor. On comprend que ce rapport g soit appelé "glissement".

Exercice proposé S05-5 : Estimation de la fréquence rotorique.

Dernière mise à jour le 14-02-2003