Principe de moteur à induction | Caractéristique de glissement de couple:
Le principe du moteur à induction n’a pas été introduit jusqu’à présent. Considérez une machine à rotor cylindrique avec le stator et la plaie du rotor pour trois phases et le nombre identique de pôles comme le montre la figure 5.40.
Supposons initialement que l’enroulement du rotor soit en circuit ouvert et laissez le stator être connecté à un bus infini (V, F).
Les courants du stator ont installé un champ magnétique rotatif dans le gap d’air qui fonctionne à une vitesse synchrone induisant une EMF dans l’enroulement du stator qui équilibre la tension de la borne en supposant que la résistance du stator et la réactance des fuites sont négligeables.
Le champ rotatif induit également EMF dans l’enroulement du rotor, mais aucun courant de rotor ne circule car le rotor est en circuit ouvert. La fréquence des EMF du rotor est bien sûr f. Puisque le rotor MMF F2 = 0, aucun couple n’est développé et le rotor continue d’être stationnaire.
Le principe du moteur à induction agit simplement comme un transformateur où le stator (primaire) et le rotor (secondaire) ont des EMF de la même fréquence qui y sont induits par le flux magnétique rotatif plutôt que par un flux variant dans le temps comme dans un transformateur ordinaire.
Que le rotor soit maintenant maintenu stationnaire (bloqué de la rotation) et l’enroulement du rotor est court-circuité. Le rotor transporte désormais des courants en trois phases créant le MMF F2 tournant dans la même direction et avec la même vitesse que le champ du stator. F2 fait circuler les courants de réaction dans le stator à partir de la barre de bus (tout comme dans un transformateur ordinaire) de sorte que le flux / pôle φR de l’onde de densité de flux résultante (tournant dans le randonnée à l’air à vitesse synchrone) induit un EMF stator pour équilibrer la tension de la borne. De toute évidence, φr doit être le même que lorsque le rotor était en circuit ouvert. En fait, φr restera constant indépendamment des conditions de fonctionnement créées par charge sur le moteur. L’interaction de φR et F2, qui sont stationnaires les unes des autres, crée le couple tendant à déplacer le rotor dans le sens de FR ou du champ du stator F1. Le moteur à induction est donc un dispositif auto-démarrant comme différent du moteur synchrone.
Laissez le rotor court-circuit être désormais autorisé à tourner. Il fonctionne en direction du champ Stator et acquiert une vitesse constante de n. De toute évidence, n 
Le glisse S la vitesse par unité (par rapport à la vitesse synchrone) à laquelle le rotor se glisse derrière le champ du stator. La fréquence du rotor F2 = SF est appelée fréquence de glissement. De l’équation. (5.66), la vitesse du rotor est
Les courants de fréquence de glissement dans l’enroulement du rotor provoquent un champ de rotor tournant par rapport au rotor dans le même sens que le champ du stator à une vitesse de
Étant donné que le rotor fonctionne à une vitesse n et le champ de rotor en (ns – n) par rapport au rotor dans la même direction, la vitesse nette du champ du rotor vu du stator (référence au sol) est
c’est-à-dire, le même que le champ du stator. Ainsi, le champ de réaction F2 du rotor est toujours stationnaire par rapport au champ du stator F1 ou au champ résultant FR (avec flux φr par pôle). Étant donné que le rotor MMF F2 est proportionnel au courant du rotor I2 et que le flux / pôle résultant φR est fixé par la tension de borne indépendante des conditions de fonctionnement, le couple du moteur à induction est donné par (voir Eq. (5.58)))
On observe ici que le couple est produit par le moteur d’induction à n’importe quelle vitesse mécanique autre que synchrone; Un tel couple est appelé le couple asynchrone.
L’angle Δ par lequel F2 est en retard sur FR, le MMF résultant doit être connu. Avant de procéder à déterminer Δ, il faut observer que le court-circuit de l’enroulement du rotor équivaut à court-circuiter tous les conducteurs d’enroulement individuellement.
En conséquence, le rotor ne doit pas nécessairement être correctement enroulé; Il peut être construit pour effectuer des barres placées dans les fentes de rotor et court-circuités en effectuant des anneaux d’extrémité de chaque côté du rotor.
Un tel rotor est appelé le rotor d’écureuil-cage; La cage conductrice est illustrée séparément sur la figure 5.41. Le rotor d’écureuil-cage a une construction bon marché et robuste et est adopté dans une grande majorité des applications de moteur à induction.
Le principe du moteur à induction avec un rotor correctement enroulé est appelé le moteur à induction du rotor des plaies et est fourni avec trois anneaux de glissement qui fournissent l’installation d’ajouter une résistance externe dans l’enroulement du rotor avant de les éliminer. Ces moteurs sont utilisés dans des situations de démarrage en charge.
Normalement, le glissement à charge complète d’un moteur à induction de l’écureuil est petit de 3 à 10%. Par conséquent, l’impédance du rotor est principalement résistive, la réactance des fuites du rotor étant proportionnelle à F2 = SF est négligeable. De plus, l’EMF induit par le rotor est proportionnel au glissement du rotor car φR est fixe et tourne à la vitesse ns – n = sns par rapport au rotor.
Il en résulte que le courant du rotor est presque en phase avec l’EMF du rotor et proportionnel au glissement du rotor. Cette conclusion s’appliquerait évidemment aux conducteurs de rotor individuels également.
La figure 5.42 montre l’onde de densité de flux résultante BR glissant devant les conducteurs de rotor à vitesse (ns – n) = SNS dans un diagramme développé.
Les courants induits dans les conducteurs de rotor court-circuités sont distribués sinusoïdalement – la distribution se déplace à vitesse (ns – n) par rapport au rotor en synchronisme avec la vague Br. De plus, parce que les conducteurs de rotor sont supposés résumées, c’est-à-dire
Les courants en eux sont en phase avec leurs EMF respectifs, la distribution du courant du rotor est en phase spatiale avec Br-Wave. La distribution du courant du rotor sinusoïdal produit une onde MMF rotor sinusoïdale F2 qui est à 90 ° derrière la distribution du courant du rotor ou à 90 ° derrière l’onde brut.
Il est donc conclu que pour les petites valeurs de glissement, l’angle δ dans le moteur d’induction est de 90 °. Ainsi,
Étant donné que le rotor EMF est linéairement proportionnel à la glissement, le courant du rotor est également principalement un rotor résistif à de petites valeurs de glissement. Par conséquent, le couple développé dans le moteur à induction est une fonction croissante linéairement du glissement pour une petite valeur de glissement, étant nul pour S = 0, c’est-à-dire à une vitesse synchrone.
À mesure que le glissement augmente encore, la réactance des fuites du rotor ne peut plus être négligé. Sa valeur à Slip S est SX2, où X2 est la réactance des fuites du rotor par phase à la fréquence F, c’est-à-dire lorsque le rotor est à un stand-still. Le courant de rotor est désormais à la traîne l’EMF induit
où R2 est la résistance au rotor par phase.
Étant donné que les courants dans les conducteurs de rotor traînent les EMF induits par l’angle θ, la distribution du courant du conducteur du rotor et donc le rotor MMF F2 se déplace vers la gauche sur la figure 5.40 par un angle θ, de sorte que
Cela signifie Sin Δ <1. De plus, puisque l’impédance du rotor augmente avec S, le courant du rotor est loin d’être proportionnel à la glissement. Ces deux facteurs provoquent le passage du couple moteur à travers une valeur maximale, puis commencent à diminuer progressivement à mesure que S est en permanence augmenté.
La nature de la caractéristique complète du glissement de couple du moteur à induction est présentée sur la figure 5.43. Le couple maximal est connu sous le nom de couple de rupture. Le moteur se reposerait s’il était chargé au-delà d’un court laps de temps avec une charge de couple supérieure à la valeur de panne.
Comme déjà mentionné, le glissement d’un moteur à induction est de 3 à 10% à pleine charge. Par conséquent, il s’agit sensiblement d’un entraînement à vitesse constante contrairement au moteur synchrone qui fonctionne à une vitesse constante indépendante de la charge.
Génération des résultats de l’action Si un principe du moteur d’induction est exécuté à un glissement négatif ou à une vitesse n> ns, c’est-à-dire à une vitesse au-dessus du synchrone.