Présentation
Auteur(s)
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Marcel JUFER : École polytechnique fédérale de Lausanne Laboratoire d’électromécanique et de machines électriques (LEME)
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Jean-Claude SABONNADIÈRE : Institut national polytechnique de Grenoble (INPG) Laboratoire d’électrotechnique de Grenoble (LEG)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La conception des machines asynchrones recouvre un domaine d’activité très vaste qui va de la machine de quelques watts de puissance destinée à des applications informatiques jusqu’au moteur de quelques mégawatts implanté dans des procédés industriels lourds. Il n’est pas possible de couvrir, dans les limites de cet article, la diversité de l’approche de l’ensemble de ces applications, ce qui nous conduit à nous restreindre aux machines polyphasées de taille moyenne.
Cependant, dans cette seule catégorie qui recouvre la plupart des applications industrielles, le cadre dans lequel se déroule la conception est d’une très grande variété qui inclut la conception de gammes normalisées de machines destinées à la constitution d’un catalogue, mais aussi, ce qui est de plus en plus fréquent de nos jours, la réponse à la commande d’un client pour une utilisation spécifique.
La caractérisation des machines asynchrones nous entraîne à formuler une méthode de dimensionnement qui s’appuie sur les équations de la machine en tenant compte des divers phénomènes électromagnétiques et aboutit à une définition globale de la machine.
Le dimensionnement définitif, tel qu’il est pratiqué en utilisant les logiciels de CAO les plus courants, est ensuite décrit en exploitant les spécificités destinés aux machines asynchrones.
Nous évoquerons enfin les contraintes mécaniques et thermiques qui sont détaillées dans d’autres articles du traité, mais qui font partie intégrante du processus de conception.
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Conception : principe3. Caractérisation du moteur asynchrone
3.1 Principe
Le moteur asynchrone à cage fonctionne sur le principe d’induction (cf. articles Machines asynchrones [24] [25]) associé à ses deux composants principaux :
-
le stator (figure 5) formé d’un empilage de tôles dont les encoches découpées sont le support d’un bobinage triphasé, générant un champ magnétique polyphasé tournant dans l’entrefer ;
-
le rotor (figure 6) également formé de tôles dont les encoches contiennent une cage formée de barres nues (non isolées), court-circuitées par deux anneaux.
Le champ tournant statorique induit des courants dans la cage rotorique, dont l’interaction avec celui-ci crée un couple. Ce dernier est nul lorsque le rotor tourne à la vitesse du champ statorique, soit au régime synchrone.
Le couple créé est positif si le rotor tourne plus lentement que le champ statorique (marche en moteur ) et négatif si le rotor est plus rapide (marche en génératrice ).
HAUT DE PAGE
En se référant à [13] et au tableau de notations, les principales relations caractérisant ce moteur sont les suivantes.
-
L’expression du champ tournant statorique (équation d’onde) est donnée par :
![]()
avec :
- ω :
- = 2 π f pulsation du réseau
- τp :
-
![]()
...
...
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