ELEC 2753 Electrotechnique

A l'arrêt, les machines asynchrones ne comportent comme des transformateurs, à quelques nuances près

• Dans le cas du transformateur, le rapport de transformation (celui du transformateur idéal du circuit équivalent de référence) est relié au rapport du nombre de spires (à un facteur ou près si le type de connexion n'est pas le même primaire et au secondaire).
  Le rapport de transformation a toujours un sens dans le cas d'une machine asynchrone, mais il n'est plus relié aussi rigidement au rapport des nombres de spires parce parce que les spires n'encerclent pas toujours tout le flux principal, et que la portion du flux encerclé n'est dès lors pas forcément la même pour toutes les spires. En particulier, la géométrie des spires rotoriques pourrait être différente de la géométrie des spires statoriques.
• Dans une machine asynchrone triphasée, les grandeurs électriques peuvent rester sinusoïdales même en présence d'une forte saturation magnétique. En effet, si les conducteurs sont répartis d'une façon (approximativement) sinusoïdale, le fait que le champ magnétique soit (modérément) déformé par la saturation n'aura pas d'effet sur la forme des tensions induites. La tension induite à chaque instant est en effet proportionnelle au produit de convolution du champ par la densité de conducteurs, et il suffit qu'un facteur de ce produit soit sinusoïdal pour que le produit le soit.

Lorsque la machine asynchrone tourne, le rapport de transformation est encore un rapport entre les flux statorique et rotorique, ou entre les courants rotorique et statorique, mais ce n'est plus un rapport entre tensions. En effet, les tensions sont proportionnelles au produit du flux par la fréquence. La tension rotorique induite est donc proportionnelle à la fréquence rotorique, donc au glissement. En particulier, elle est nulle lorsque la vitesse mécanique est égale à la vitesse de synchronisme, et petite en fonctionnement normal puisque le glissement est petit en fonctionnement normal.

Dans les machines asynchrones, le courant rotorique est normalement produit par la tension rotorique induite. Puisque celle-ci est petite, il faut qu'elle soit appliquée à un circuit de faible impédance pour occasionner un courant suffisant. Le plus souvent, le rotor est donc court-circuité et ce sont les impédances internes à la machine qui déterminent son courant rotorique.

Pour calculer ce courant, il est commode de ramener tous les éléments du circuit équivalent au stator.

• En ce qui concerne les inductances, cela s'effectue exactement comme dans le cas du transformateur puisque les inductances sont un rapport flux-courant. Il suffit donc de multiplier les inductances rotoriques par k² pour trouver leur équivalent statorique.
• Par contre, en ce qui concerne les résistances, qui sont un rapport tension-courant, il faut tenir compte du glissement. Ainsi, la résistance série rotorique R_r deviendra, une fois ramenée au stator,
  (S05-05) R'_r/ g = k² R_r / g

Compte tenu de (S05-05), on conçoit que la résistance rotorique puisse jouer le rôle dominant pour la détermination du courant rotorique lorsque le glissement est petit, c'est-à-dire en fonctionnement normal.

Le comportement d'un moteur asynchrone est donc fortement influencé par la valeur de sa résistance rotorique. Afin de bien mettre le rôle de cette résistance en lumière, nous allons effectuer des exercices dans lesquels cette résistance sera la seule "imperfection" du moteur que l'on considèrera.

Exercice proposé S05-8 : Liaison entre la puissance et la vitesse d'un moteur asynchrone en régime

Dernière mise à jour le 14-02-2003