La machine asynchrone (MAS), aussi appelée machine d’induction, est basée sur l’utilisation d’un champ tournant sinusoïdal. Pour en expliquer le principe et la mise en oeuvre, la première partie présente une machine comportant une partie fixe, le stator, supportant des enroulements qui se logent dans des encoches réparties sur le pourtour et une partie mobile, le rotor. Entre les deux, un entrefer permet le mouvement relatif. Les enroulements assurent la création de pôles magnétiques qui permettent une élévation du nombre de cycles magnétiques autour du stator.
La présentation aborde ensuite l’induction magnétique qui peut être à répartition spatiale sinusoïdale si elle dépend de la position. Mais elle peut aussi se propager à la manière d’une onde circulaire autour du stator à la pulsation de synchronisme : il s’agit d’un champ tournant sinusoïdal.
La partie préliminaire se termine en présentant les moyens de réaliser un champ tournant sinusoïdal. On s’intéresse pour cela à l’évolution du champ d’excitation au passage d’un conducteur du bobinage statorique, puis d’un enroulement comportant davantage de spires alimentées en monophasé. On constate alors que le champ d’excitation suit une évolution trapézoïdale. En ajustant la répartition des conducteurs, les harmoniques indésirables sont éliminées afin d’obtenir un champ d’induction quasi sinusoïdal. Fort de la création de ce champ à répartition spatiale, le théorème de Leblanc indique qu’il est à l’origine de deux champs tournant en sens contraires, donc inadaptés à l’entraînement d’un rotor (sur lequel se caler ?). Une solution est fournie par trois enroulements alimentés en triphasé dont le théorème de Ferraris fournit l’expression.
Les deux applications du champ tournant sont ensuite abordées. Avec un rotor disposant d’une polarité magnétique d’abord (aimant ou électro-aimant), celui-ci tourne à la vitesse de synchronisme pour constituer une machine synchrone (MS), hors programme cependant. L’autre application consiste à réaliser des enroulements sur le rotor et à les court-circuiter pour parvenir à la machine asynchrone.
Pour terminer sur des aspects strictement technologiques, la dernière partie s’attache à présenter la constitution de la MAS au travers de ses trois parties principales : le stator, l’entrefer et le rotor. C’est l’occasion de montrer que si la structure du stator reste invariante, le rotor peut être constitué d’enroulements bobinés ou de conducteurs moulés en cage d’écureuil.
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Machine Asynchrone Triphasée _ Principe, Fonctionnement Et Structure Interne (pdf)