Réglage de la vitesse d'un moteur asynchrone


Cette applet est destinée à montrer comment faire varier la vitesse de rotation d'un moteur asynchrone triphasé dans de grandes proportions.
Rappelons que dans son fonctionnement de base, le moteur asynchrone est caractérisé par la faible variation de sa vitesse quand la charge qu'il entraîne varie.

Les deux solutions proposées pour faire varier notablement cette vitesse sont :

  • l'alimentation du stator par un onduleur triphasé fonctionnant à fréquence réglable, mais délivrant une tension U proportionnelle à la fréquence; la fréquence de synchronisme ns étant liée à la fréquence par ns = f*p (p: nombre de paires de pôles), on peut ainsi faire varier n de 0 à la vitesse nominale. Le comportement de ce moteur s'apparente à celui d'un moteur à courant continu, alimenté sous tension réglable.
    Cette solution a été rendue possible grâce au développement de l'électronique de puissance. Elles est utilisable avec tous les moteurs asynchrones, y compris avec les moteurs à cage.

  • un rhéostat rotorique triphasé est branché sur le rotor (donc nécessairement bobiné). Sa résistance modifie la caractéristique de couple du moteur. Cette solution ne présente désormais qu'un intérêt historique, du fait des pertes Joule dans ce rhéostat, entraînant une perte importante de rendement du moteur. Puisque la fréquence est maintenue à 50 Hz, la vitesse de synchronisme reste 1500 tr/min.

    Utilisation de l'applet.
    Pour simplifier l'étude, le couple résistant Tr est choisi constant.
    Le point de fonctionnement correspond à l'intersection entre la caractéristique de la charge Tr = f(n) et la caractéristique mécanique Tu = f(n). Il est visualisé par la croix de couleur orange.
  • Fonctionnement de base - Faire varier le couple résistant Tr : constater que la vitesse varie peu.
  • Utilisation d'un onduleur à U/F constant - Faire varier Tr et la fréquence f. Constater que ns varie beaucoup, et que la caractéristique Tu = f(n) se déplace parallèlement à elle même.
  • Utilisation d'un rhéostat rotorique - Faire varier Tr et la valeur de Rh. Constater que ns ne varie pas, et que la caractéristique Tu = f(n) pivote autour du point [1500,0].