Nécessité du glissement
Le stator crée un champ magnétique tournant à la vitesse \( \Omega_S=\frac{\omega}{p} \) avec \( \omega \) = pulsation des courants statoriques en rad/s. (Ceci provient de la relation connue \( n_s = \frac{f}{p} \) avec \( n_s \) en tr/s)
Les fem induites au rotor provoquent la circulation de courants induits qui s’opposent à la cause qui leur donne naissance c’est à dire la rotation du champ tournant.
Le rotor tourne à une vitesse \( \Omega \) inférieure à la vitesse de synchronisme. (fréquence \( n \) proche de \( n_s \) : \( n < n_S \))
Il y a donc mouvement relatif du rotor par rapport au champ magnétique tournant statorique, à la fréquence de glissement notée \( n_g: n_g = n_S - n \)
Définition du glissement
On appelle glissement g d'un MAS le rapport \( g = \frac{n_g}{n_S} \)
D'où
|
\( g = \frac{{{n_S} - n}}{{{n_S}}} = \frac{{{\Omega _S} - \Omega }}{{{\Omega _S}}} \) |
|
Relation déduite de la précédente:
| \( n = (1-g) n_S \) |
La pulsation mécanique \( \Omega_S \) et la pulsation électrique \( \omega \) sont liés par la relation issues des relations du champ tournant:
| \( f = p \times n_S \): |
avec
- f en Hz: fréquence de la tension d'alimentation
- \( n_s \) en tr/s : vitesse du champ tournant
- p : nombre de paire de pôles
en multipliant de chaque côté par \( 2\pi \)
| \(\omega = p \times \Omega_S \) |
avec
- \( \omega \) en rad/s: pulsation de la tension d'alimentation rad/s
- \( \Omega_s \) en tr/s : vitesse du champ tournant en rad/s
- p : nombre de paire de pôles
Valeurs du glissement
- Au démarrage ou rotor bloqué: \( n = 0 \) donc \( g = 1 \)
- A vide : \( n \approx ns \) donc \( g = 0 \)
- Au freinage par inversion du sens de marche (inversion de l'ordre des phases): \( n \approx -n \) donc \( g > 1 \)
- En génératrice, le rotor est entrainé au-delà du synchronisme donc \( n > ns \) donc \( g < 0 \)
- Au régime nominal:
| Puissance du MAS | <1kW | >1kW | > 150 kW |
| g nominal | 10 à 20% | 3 à 8% | 1 à 3% |
Fréquence des courants rotoriques
Le rotor, à p paires de pôles, voit le champ statorique tourner par rapport à lui à la fréquence \( n_g =g n_S \) . Ces enroulements voient donc apparaître à leurs bornes des fem de fréquences
La fréquence et la pulsation des courants rotoriques sont données par:
| \( f_r = p n_g = p g n_s = g f \) |
| \( \omega_r = \omega_g = p \Omega_g = p (\Omega_s - \Omega) = p g \Omega_s = g \omega \) |
Exemple : f = 50 Hz ; g = 3% alors la fréquence des courants rotoriques est de \( f_R = 1,5 Hz \)
Conséquence : le rotor produit un champ magnétique tournant appelé champ magnétique de réaction d'induit
Sa fréquence de rotation par rapport au rotor est \( \frac{f_R}{p}=\frac{gf}{p}=gn_S=n_g \) avec \( \Omega g=\frac{\omega_R}{p} \).
La fréquence de rotation du champ rotorique par rapport au stator \( = n_g+n = gn_S+n =n_S \). (vitesse du champ tournant rotorique par rapport au stator\( =\Omega+\Omega_g=\Omega_S \) ) .
Ce champ se superpose à celui dû au stator et se déplace à même fréquence \( n_s \) . On a bien deux champs tournants synchrones.
