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Terminale STI Génie Mécanique

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MOTEUR ASYNCHRONE

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6. Caractéristiques

6.1. Caractéristique mécanique

C'est la courbe donnant les variations du couple utile T u en fonction de la fréquence de rotation n   : Tu = f(n) . Cette caractéristique est obtenue à condition de conserver la tension entre phases U constante et la fréquence f constante.

vitesse  vide sous tension constante
Fig 4 : Caractéristique mécanique d'un moteur asynchrone.
Moment du couple utile en fonction de la fréquence de rotation (axe noir)
ou moment du couple utile en fonction du glissement (axe vert).
Les points de fonctionnement à vide et en charge nominale sont repérés.

Le moment du couple utile :

  • Est important au démarrage.
  • Présente une valeur max. Tumax.
  • Varie de façon presque linéaire au voisinage de la fréquence de rotation nominale. Cette zone correspond au fonctionnement normal du moteur.

A vide, la fréquence de rotation est égale à la fréquence de synchronisme, donc le glissement est nul.

Ainsi, au niveau du point de fonctionnement nominal, la caractéristique est confondu avec une droite passant par g=0 et croissante avec g ⇒ le couple utile est proportionnel au glissement : Tu = k.g k est une constante.

6.2. Point de fonctionnement

Lorsqu'un moteur entraîne une charge mécanique, le groupe moteur-charge accélère si le couple utile du moteur est supérieur au couple résistant de la charge, ralenti si le couple utile du moteur est inférieur au couple résistant de la charge. Par contre, si le moment du couple utile est égal au moment du couple de charge, il y a équilibre mécanique et l'ensemble tourne à vitesse constante.

vitesse  vide sous tension constante
Fig 5 : Le point de fonctionnement est l'intersection
entre la caractéristique mécanique du moteur (en noir)
et celle de sa charge (en rouge).

A l'équilibre mécanique, couple utile du moteur compense exactement le couple résistant de la charge : Tu = Tr.

Pour résoudre le problème de l'équilibre mécanique, il suffit de tracer la caractéristique du moteur et celle de la charge sur le même graphique. Le point d'intersection des deux caractéristiques s'appelle point de fonctionnement, ses coordonnées permettent de déterminer la vitesse de rotation et le moment du couple utile du moteur.

6.3. Caractéristique I = f(n)

Lorsque la charge augmente, la fréquence de rotation diminue (voire caractéristique mécanique) et le courant augmente car le moteur appelle plus de courant pour pouvoir réaliser le transfert de puissance. Ainsi, à tension d'alimentation constante (valeur efficace et fréquence), quand la vitesse augmente, la valeur efficace de l'intensité du courant de ligne diminue :

vitesse  vide sous tension constante
Fig 6 : Caractéristique I = f(n) .

La caractéristique commence au point de fonctionnement à vide.

Si on prolonge la courbe vers n=0 , on obtient au démarrage un courant d'intensité très important.

 

Bibliographie et sites web associés à cette page :

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