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Auteur(s)
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Michel POLOUJADOFF : Professeur à l’université Pierre-et-Marie-Curie Laboratoire d’électrotechnique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Plus de la moitié de l’énergie électrique produite dans les pays industrialisés est transformée en énergie mécanique, par des moteurs. La plupart de ceux-ci appartiennent à l’un des types suivants : à courant continu, asynchrone, synchrone, à courant alternatif à collecteur. On estime généralement que les moteurs asynchrones représentent 70 % de la puissance installée, et qu’ils absorbent 40 à 50 % de l’énergie totale consommée. Même si ces chiffres sont imprécis, ils montrent l’importance de ce type d’équipement.
Le texte qui suit est destiné à expliquer, dans ses grandes lignes, le fonctionnement des machines asynchrones en régime permanent. Il ne prétend pas épuiser le sujet, car les problèmes posés par les essais et l’analyse des pertes ont été passés sous silence.
Par contre, on a donné en détail les caractéristiques d’utilisation, qui doivent être largement connues et qui permettent de distinguer les fonctionnements possibles de ceux qui ne le sont pas.
L’article sera complété par la suite par une deuxième partie consacrée aux régimes transitoires.
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Réglage de la vitesse par variation de fréquence
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4. Démarrage et contrôle de la vitesse à fréquence et tension constantes
Le lecteur pourra également se reporter à l’article Moteurs asynchrones. Choix et problèmes connexes.
4.1 Démarrage sous tension réduite
La figure 14a donne le diagramme d’admittance habituel d’un moteur du type industriel : le centre C et très voisin de l’axe des puissances réactives, les points P1 et P× sont très proches à la fois l’un de l’autre et de cet axe. Le point Pn, correspondant au glissement nominal gn , est situé dans la partie gauche du cercle de telle sorte que O Pn (courant nominal) est très inférieur à O P1 (courant de démarrage). Si on applique, à un moteur à l’arrêt, la tension U, le courant absorbé dans les premiers instants du démarrage est très supérieur au courant de marche normale. (Le rapport de ces courants est typiquement de 3 pour un moteur de 10 kW et de 5 pour un moteur de 200 kW). Il peut en résulter un échauffement excessif du stator et éventuellement du transformateur d’alimentation.
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Pour réduire le courant, on pourrait diminuer la tension d’alimentation en prévoyant un autotransformateur ou un transformateur à plusieurs rapports. Ces procédés sont onéreux.
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On préfère à ces procédés le dispositif dit de démarrage étoile-triangle. Considérons donc (figure 14b) un moteur dont les phases du stator sont couplées successivement en étoile puis en triangle, la tension entre phases U étant la même dans les deux cas.
La tension appliquée à chaque phase dans le premier cas est
; dans l’autre elle est U. A glissement égal, chaque phase sera parcourue par un courant
fois moins élevé lors du couplage en étoile que lors du couplage en triangle.
On conçoit donc le stator comme devant fonctionner en triangle, mais on démarre en couplant ses enroulements en étoile. Lorsque le moteur a atteint...
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