Electrotechnique

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Cours / Electrotechnique / BAC PRO
Champ magnétique tournant  
  • 1. Champs tournant dans l'air
  • 2. Champ tournant en triphasé
  • 3. Vitesse synchrone
  • 4. Résumé sur le champ magnétique...

La force motrice d'un moteur électrique est due à l'interaction de deux champs magnétiques, l'un créé par le stator, l'autre par le rotor, et conduisant à des forces d'attraction ou de répulsion entraînant le rotor en rotation par rapport au stator.

La différence entre les types de moteurs venant de la façon dont sont créés ces champs magnétiques et de la manière dont on les fait agir l'un sur l'autre.

Pour les moteurs synchrones et asynchrones, nous allons créer un champ magnétique, tournant dans l'espace du stator, et ayant pour charge d'entraîner le rotor en rotation.

1. Champs tournant dans l'air

La première idée qui vient pour créer un champ tournant dans l'air est de prendre un aimant en fer à cheval et de l'entraîner en rotation autour de son axe vertical comme le montre la figure ci-dessous.

Entre les pôles nord (N) et sud (S) nous observons que le champ magnétique est lui-même entraîné en rotation.

Nous pouvons le vérifier en plaçant une aiguille aimantée de boussole au point 0 dans l'espace entre les pôles N et S. On constate que la rotation de l'aiguille a la même vitesse que celle de l'aimant (figure ci-après).

Lorsque l'aimant tourne, il entraîne avec lui l'ensemble des lignes de champ ainsi que l'aiguille qui indique l'orientation de ces lignes de champ. Au point 0 nous avons un champ magnétique tournant.

Dans les moteurs que nous étudierons dans cette étude nous allons créer un champ magnétique tournant sans avoir recours à un aimant permanent.

 

2. Champ tournant en triphasé

Pour créer le champ magnétique, nous allons maintenant utiliser une bobine ou plutôt deux demi-bobines comme le montre la figure suivante.

Lorsque les demi-bobines sont parcourues par un courant, il se crée un champ magnétique en O dont le sens et l'intensité dépendent du sens et de l'intensité du courant I.

Le champ magnétique se referme soit en passant dans l'air (figure a) ci-après) soit dans une pièce en fer identique à notre aimant permanent en fer à cheval précédent (figure b) ci-après).

Dans les moteurs, c'est la carcasse du stator qui joue ce rôle. Pour obtenir un champ tournant, il nous faudrait, là encore, entraîner le dispositif en rotation.

Nous allons donc l'améliorer en utilisant trois montages identiques disposés à 120° l'un de l'autre et alimentés en alternatif par un système de tensions triphasées.

La dernière figure représente le stator d'un moteur possédant six enroulements reliés deux à deux de manière à forme

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