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  4. N°098 Le moteur asynchrone

Fonctionnement du moteur asynchrone

Moteur asynchrone
 

1 - Rôle du moteur asynchrone

rôle du moteur asynchrone

Le moteur électrique asynchrone* transforme l’énergie électrique en énergie mécanique. Il ressort quelques pertes transformées en chaleur.

Le rendement des moteurs asynchrones triphasés peut atteindre 98%.

*Asynchrone : Contrairement à un moteur synchrone, le rotor ne tourne pas à la même vitesse que le champ magnétique. Il subit un glissement lorsqu’il est en charge.

2 - Puissance du moteur asynchrone

 P = U * I * √3 cos φ

P : Puissance en Watt

U : Tension en Volt

I : Intensité en Ampère

Cos φ : Facteur de puissance (0.8)

Cette formule permet de calibrer les fusibles de type aM (accompagnement Moteur), relais thermique ou GV2 (Disjoncteur magnéto thermique).

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3 - Principe du champ tournant

Bobinage moteur asynchrone

Un bobinage traversé par uncourant électrique génère un champ magnétique ayant des caractéristiques similaires à celles du courant qui le traverse.

Moteur asynchrone : une paire de pôles

Fig. B les 3 bobinages du stator sont espacés de 120° et sont alimentés par un réseau triphasé équilibré. (1 paire de pôle)

Chaque enroulement est associé à une phase.

En France, la fréquence du courant est de 50 Hz (50 périodes/seconde). Le champ magnétique tourne à 50 rotations par seconde.

1 min = 60 secondes

Soit : 50 * 60 = 3000 tr/min.

Le moteur asynchrone subit un glissement lorsqu’il est en charge. La vitesse nominale (réelle) sera au alentour de 2850 tr/min.

Dans la réalité ce type de stator n’existe pas. Pour obtenir un bon rendement et un fonctionnement normal il doit comporter 6 bobines (Fig. C). (moteur bipolaire = 2 paires de pôles)

Moteur asynchrone : 2 paires de pôles

La vitesse de ce type de moteur est de 1500 tr/min. {(50*60) /2}

En augmentant le nombre de pôles, la vitesse du moteur diminue et le couple augmente.

La vitesse d’un moteur tétrapolaire (4 paires de pôles) est de 750 tr/min. {(50*60) /4}

A noter : Pour inverser le champ magnétique tournat et le sens de rotation d'un moteur asynchrone, il suffit d'inverser deux phases.

4 - Fonctionnement

Fonctionnement moteur asynchrone

Le rotor est constitué de barres d’aluminium noyées dans un circuit magnétique constitué de tôles d’acier empilées. Les barres d’aluminium sont reliées à leur extrémité par 2 anneaux conducteurs pour former la cage d’écureuil.

Lorsque le stator est alimenté, le champ magnétique tournant produit dans les masses métalliques du rotor des courants de Foucault. Ces courants induits produisent des forces électromagnétiques dont l’effet tend à s’opposer à la variation de la cause qui lui donne naissance (Loi de Lenz). Le rotor est entraîné dans le sens du champ tournant à une vitesse légèrement inférieure dû au glissement lorsque le moteur est en charge.

5 - Branchement et couplage

Plaque a bornes moteur asynchrone
Plaque signalétique moteur asynchrone
 

La plaque signalétique indique la puissance du moteur, la vitesse de rotation, le cos φ  en fonction de la tension et de la fréquence du courant.

Sur la photo ci-dessus, pour un réseau 400 V en 50 Hz, la puissance de moteur est de 5.5 KW pour une vitesse de rotation de 1470 tr/min avec un cos φ  de 0.83.

Cos φ  ou facteur de puissance : Il représente la valeur de déphasage angulaire entre la tension et l’intensité. En simplifiant, c’est le rendement électrique du moteur.

 En fonction de la plaque signalétique, le moteur peut être couplé soit en étoile soit triangle à l’aide des barrettes de couplage.

 

 

 

 

 Plaque signalétique

127/220 V

230 / 380 V

380 V/ 660 V

Réseau

127/220 V

Appelé 220 TRI

En étoile

En triangle

Impossible :           sous-tension

Réseau

230 / 380 V

Appelé 380 TRI

Impossible : surtension

En étoile

En triangle

 

A noter : Les moteurs 230 / 380 TRI est le plus répandu.

1) Couplage étoile

Couplage étoile du moteur asynchrone

Un moteur 230 / 380 V bipolaire alimenté par un réseau 380 TRI de 50 Hz doit être couplé en étoile. Il tourne à 1500 tr/min.

 

2) Couplage triangle

Couplage triangle du moteur asynchrone

Un moteur 380 / 660 V bipolaire alimenté par un réseau 380 TRI de 50 Hz couplé en triangle tourne à 3000 tr/min.

 

6 - Contrôle

Les tests s’effectuent hors tension.

  • Mettre hors tension.
  • Cadenasser, isoler, baliser…
  • VAT (Vérification d’Absence de Tension).
  • Déconnecter la plaque à bornes en repérant le sens des phases et retirer les barrettes de couplage.
 

1) Contrôler les bobinages

Contrôle moteur asynchrone
 

A l’aide d’un ohmmètre calibré sur Ohm, mesurer la continuité entre chaque bobinage. La valeur attendue doit être identique (exemple 158 Ω). Une valeur infinie indique que le bobinage est coupé, une valeur proche de zéro indique que le bobinage est en court-circuit.

 

2) Contrôler l'isolement entre les bobinages

Contrôle isolement moteur asynchrone
 

A l’aide d’un ohmmètre calibré sur Kilo Ohm, mesurer l’isolement entre chaque bobinage. La valeur attendue doit être infinie (O.L KΩ). Une valeur ohmique indique que les bobinages ne sont pas isolés correctement.

 

3) Contrôler l'isolement entre les bobinages et la masse

Contrôle isolement masse moteur asynchrone
 

A l’aide d’un mégohmmètre, mesurer l’isolement entre chaque bobinage et la masse du moteur. Cet appareil délivre une tension de 500 V obligatoire pour un contrôle efficace. La valeur attendue doit être importante (1.9 MΩ).

Fonctionnement et contrôle du moteur asynchrone triphasé

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