Leçon sur les moteurs asynchrones triphasés

I. Mise en situation :
Voir livre de cours page 243.
II. Présentation :
1. Constitutions :
Le moteur asynchrone se compose d’un stator (fixe) comportant des enroulements ou bobinages reliés au
réseau et un rotor (mobile) qui peut être en court- circuit ou bobiné.
1.1- Le stator (ou inducteur):
Il est composé de ............. alimentées par des tensions triphasées de
fréquence f.
Chaque bobine est divisée en ...tranches reparties sur tout le stator et
appelés ...................
Ces trois bobines créent ............................. à la vitesse de synchronisme
..............
avec :  = 2f (rd/s),
p = nombres de paires de pôles par phase.
s = vitesse angulaire de synchronisme ( rd/s)
La vitesse de rotation synchrone ns (tr/mn) du champ magnétique tournant est : ..............
Pour f=50Hz, les vitesses de synchronismes sont données ci-dessous :
1.2- Le rotor (ou induit)
C’est la partie mobile (tournante), il est constitué d’un empilage de tôles minces en fer découpé pour créer des
encoches. Il peut être soit bobiné, soit à cage d’écureuil (en court-circuit).
Moteur à
Nombre de paire de pôles
Vitesse en (tr/s)
Vitesse en tr/mn
2 pôles
1 paire de pôle
50
3000
4 pôles
2 paires de pôles
………….
…………..
6 pôles
3 paires de pôles
………..
…………..
8 pôles
4 paires de pôles
……….
…………..
Leçon B3 : Les moteurs asynchrones triphasés

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Dans ce cour, on se limite à l’étude du moteur à rotor à cage d’écureuil
Dans des encoches prévues dans les tôles prés de la surface extérieure du cylindre, sont logés des barres
conductrices (en cuivre ou en aluminium) qui sont mises en court – circuit à chaque extrémité par une
couronne métallique .L’ensemble a l’aspect d’une cage d’écureuil
Il n’y a aucun contact électrique entre le rotor et l’extérieur.
2. Glissement :
Le rotor tourne à une vitesse "Ω" plus petite que la vitesse de synchronisme "ΩS".
On dit que le rotor "glisse" par rapport au champ tournant. Ce glissement "g" va
dépendre de la charge :
SS
SS
Ω - Ω n - n
g = =
Ωn
; ΩS = 2nS (rad/s) et Ω = 2n (rad/s)
* nS : vitesse de rotation de synchronisme du champ tournant (en tr/s)
* n : vitesse de rotation du rotor (en tr/s)
Cas particulier :
* Lorsque le moteur fonctionne à vide (pas de charge) : nV  nS 
Svvv
vide
SS
n - n n - n
g = = = 0
nn
* Au démarrage : n = 0 
S d S
d
SS
n - n n - 0
g = = = 1
nn
Application : Compléter le tableau suivant pour f = 50Hz.
3. Principe de fonctionnement:
Voir Manuel de cours page 247
4. Couplage d’un moteur asynchrone sur le réseau :
La plaque signalétique du moteur indique la tension que peut supporter chaque bobine.
Le problème consiste à adapter le bobinage du moteur à la nature du réseau
4.1- Couplage des enroulements du stator:
Les trois enroulements du moteur sont prévus pour être couplés
soit …………….(Y) soit .........................().
La plaque à bornes a toujours les entrées des enroulements
repérées U, V, W et les sorties correspondantes X, Y, Z
(Ou respectivement U1, V1, W1 et U2, V2, W2)
Le couplage est réalisé sur la plaque à bornes par des barrettes conductrices
p
ns (tr/mn)
nr (tr/mn)
g %
2
1410
750
3
1000
975
6
490
1
4
W
Z
X
Y
Entrées
Sorties
U
V

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Exemple : Moteur 220/380v (chaque enroulement peut supporter une tension de 220V) :
Réseau 127/220v 50Hz: Couplage ( )
Réseau 220/380v 50Hz : Couplage ()
Activité:
4.2- Inversion du sens du rotation, symbole et modélisation :
Voir Manuel de cours page 252.
4.3- Plaque signalétique :
Indication de la plaque signalétique
127V/220V
220V/380V
380V/660V
Réseau d’alimentation
Couplages possibles
127/220V
………..
……………
…………..
220/380V
…………
…………..
…………..
380/660V
…………
…………….
……………

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III. BILAN DES PUISSANCES, RENDEMENT ET COUPLE :
1. Puissance et bilan énergétique :
1.1- Puissance absorbée : c’est la puissance électrique absorbée par les 3 enroulements du stator :
qui représentent un système triphasé équilibré.
1.2- Puissance transmise au rotor :
Le stator transmet au rotor une puissance électromagnétique appelée Puissance transmise notée : Ptr
C’est la puissance absorbée diminuée des pertes du stator : Ptr = …………………………….
1.3- Puissance mécanique : c’est la puissance mécanique totale fournit par le rotor.
P’ = …………………………….
1.4- Puissance utile : elle est dévéloppée au bout de l’arbre du moteur sous forme mécanique .
Pu = ………………………………….=…………………………..
1.5- Couple électromagnétique :
Le stator exerce sur le rotor un couple électromagnétique Tem développé grâce au champ tournant qui tourne à
la vitesse angulaire de synchronisme (S) appliquant ainsi un ensemble de forces sur les conducteurs du rotor
qui le font tourner. ainsi le couple électromagnétique Tem transmet au rotor une puissance électrique (Ptr).
Tem = …………
Ce couple est aussi du rotor (égalité de l’action et de la réaction ) mais ce dernier tourne à la vitesse Ωr et la
puissance restante ( sous forme mécanique P’ ) d’où Tem = …………. . . La transmission de la
puissance du stator au rotor se fait avec une perte de vitesse (et de puissance) , mais sans diminution du couple .
1.6- Couple utile : il est disponible sur l’arbre du moteur et sert à entrainer la charge accouplée
Tu = ……………..
1.7- Couple des pertes : il représente le couple résistant produit par le frottement des paliers, des
roulements et de la ventilation :
Pa = ……………………………
Tp = ……………………………………………………….

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Moteur
Broyeur
R = ……
r
r
r
R = …….
r
r
r
1.8- Pertes :
 Pertes par effet joule dans le stator :
1er cas : si R est la résistance de l’enroulement d’une phase du stator.
- Couplage étoile Y : pjs = ………….
- Couplage triangle Δ : pjs = ………….
2éme cas : si r est la résistance mesurée entre deux bornes du stator, on aura quelque soit le couplage.
 Pertes par effet joule dans le rotor :
La différence entre Ptr et P’ est perdu par effet joule dans le rotor à cause du glissement.
pjr = ……………..= …………………………=……………………… or Tem = ……………..
D’où : pjr = …………..
 Pertes dans le fer du rotor : pfr : elles sont négligeables car fr est faible pfr ≈ 0
 Les pertes constantes (pc): pertes fer au stator «pfs» + pertes mécaniques «pm»
Les pertes fer du stator pfs et les pertes mécaniques pm sont pratiquement indépendantes de la Charge. Elles
sont déterminées généralement par un essai à vide.
A vide, Pu = ....... et g = ......... Pjr0 =..........
Pu = …………………………………. Pa0 =…………………………….d’où pfs + pm = …………
Cette puissance est transmise au rotor par le couple électromagnétique Tem développé grâce au champ tournant,
on a : Ptr = ……………….
1.9- Rendement
C’est le rapport de la puissance utile par la puissance absorbée :
IV. Fonctionnement en charge :
Prenons l’exemple du "concasseur". Le moteur entraîne le broyeur par l’intermédiaire d’une courroie.
Le moteur tourne à une vitesse inférieure à la vitesse de synchronisme :
S
n < n g > 0
.
La puissance utile est fonction de la charge entraînée (broyeur).
Pjs = ………….
η =…………
Ph2
Ph3
Ph1
M
3~
V1
A1
W1
charge
Circuit de
commande