2. Les inconvénients du moteur asynchrone : A l'exception du démarrage et de l'inversion du sens de marche que l'on peut résoudre de façon satisfaisante, le moteur asynchrone a des performances très médiocres par rapport à celles du moteur shunt.
Sur les moteurs asynchrones, le fait que le rotor ne tourne pas à la même vitesse que le champ magnétique provoque ce qu'on appelle des glissements, ce qui entraîne une perte de la vitesse de rotation. Ce problème ne touche pas les moteurs synchrones, qui ont au final un meilleur rendement.
Les moteurs asynchrones triphasés cumulent de multiples avantages : ils sont simples, robustes et faciles d'entretien. Toutes ces raisons expliquent leur popularité en milieu industriel. Surtout depuis l'apparition des variateurs de fréquences permettant de faire varier leur vitesse de rotation.
Le rotor ne peut jamais atteindre la vitesse synchrone (vitesse de rotation du champs tournant) car il n'y aurait plus de variation de flux dans les conducteurs rotoriques.
Comment cela fonctionne ? Dans un moteur d'induction alimenté à partir d'un réseau, la tension appliquée aux bornes du bobinage induit dans le circuit magnétique un flux tournant par rapport au stator qui tend à entraîner le rotor conformément aux lois de l'induction.
Un moteur asynchrone triphasé dispose de trois enroulements fixes décalés de 120° c'est le stator, ces enroulements constitués de plusieurs bobines une fois alimentée crée un champ magnétique tournant, celui-ci entraînera la partie mobile du moteur, le rotor.
Les moteurs asynchrones triphasés représentent plus de 80 % du parc moteur électrique. Ils sont utilisés pour transformer l'énergie électrique en énergie mécanique grâce à des phénomènes électromagnétiques. C'est une machine robuste, économique à l'achat et ne nécessitant que peu de maintenance.
Il consiste à réduire par 3 la tension aux bornes du moteur grâce à une connexion étoile lors de la phase de démarrage : le courant de ligne est alors divisé par 3, comme le couple moteur : le démarrage est plus doux, le courant d appel plus faible.
Il existe plusieurs types de moteurs électriques asynchrones. On retrouve d'une part les moteurs à rotor bobiné (à bagues) et d'autre part les moteurs à cage (cage à écureuil, double cage, à encoches profondes).
Le terme asynchrone provient du fait que la vitesse de rotation du rotor de ces machines n'est pas exactement déterminée par la fréquence des courants qui traversent leur stator (voir : « Principes généraux – Glissement d'une machine asynchrone »).
Une des courbes la plus caractéristique des moteurs asynchrones est celle du couple en fonction du glissement : Couple en fonction du rapport : vitesse de rotation/vitesse de synchronisme.
Comme tout type de moteur électrique, le moteur asynchrone transforme l'énergie électrique en énergie mécanique. Le moteur asynchrone triphasé comprend également deux parties principales : le stator et le rotor. Le stator, constitué généralement de trois bobines, est alimenté par une tension alternative triphasée.
Variateurs de vitesse
En effet, par leur conception les moteurs asynchrones fonctionnent à une vitesse constante déterminée notamment par le nombre de pôles dans leur bobinage, la fréquence de la tension d'alimentation et le glissement.
Dans le cas du moteur asynchrone le glissement est le rapport entre la vitesse réelle du rotor (la partie tournante du moteur) et la vitesse théorique au synchronisme. Il est généralement donné en % par la formule g=(Ns-N)/Ns avec: g=coefficient de glissement.
Le moteur composé cumulatif possède, tout comme le moteur série, un fort couple lors du démarrage. Il a aussi comme avantage la possibilité de tourner à vide sans risque de s'emballer. L'inconvénient de ce moteur est que sa vitesse a tendance à diminuer lorsqu'on augmente la charge.
La vitesse d'un moteur asynchrone = fréquence (en Hz)/nombre de paires de pôles – glissement*
Il existe 3 techniques pour faire varier la vitesse d'un moteur électrique asynchrone : Augmenter ou réduire le nombre de paire de pôles (à la construction) ; Faire varier la fréquence de l'alimentation ; Jouer sur le glissement du moteur (pour les moteurs à bagues).
Le problème du démarrage direct est qu'il entraîne un appel de courant fort (qui est mauvais pour les appareils branchés sur la même ligne que le moteur) et un démarrage brutal (qui est néfaste pour la santé de votre moteur triphasé).
L'utilisation d'un démarreur étoile-triangle, d'un démarreur statique ou d'un variateur de vitesse permet de réduire l'intensité du courant de démarrage (Exemple : 4 Ia au lieu de 7,5 Ia).
Causes mécaniques : Cycles de commutation trop nombreux, débit trop élevé ou trop faible, forte résistance à la rotation car la pompe est endommagée, importante viscosité ou densité du liquide pompé, pompe colmatée.
Les moteurs asynchrones sont habituellement alimentés au niveau du stator, et le courant est induit dans le rotor. C'est pour cette raison que l'on parle également de « moteurs ou de machines à induction ». La machine asynchrone est principalement utilisée en moteur, mais elle est parfois utilisée en génératrice.
Le branchement en étoile ou en triangle se décide en fonction de la plaque signalétique de votre moteur. Le branchement en étoile : dans ce cas, les enroulements reçoivent une tension réduite (divisé par la racine carrée de 3). Il s'utilise donc si la tension du réseau d'alimentation est égale à la tension du moteur.