Pourquoi le rotor tourne-t-il dans un moteur à induction.
Le moteur à courant alternatif fonctionne également en faisant tourner le champ du stator, mais il utilise la nature alternée naturelle de l’onde alternative pour allumer et éteindre les bobines de champ de manière séquentielle. Le moteur à induction à courant alternatif n’a pas besoin de balais car le rotor est essentiellement un dispositif passif qui est tiré en continu dans un sens. Pour utiliser une vieille analogie, le rotor est le « cheval » et le champ de stator rotatif est la « carotte ». »
Pour expliquer les principes de l’utilisation de l’onde alternative pour alimenter séquentiellement les bobines de champ, nous examinerons le fonctionnement d’un moteur biphasé théorique.
Le courant alternatif biphasé se compose de deux tensions de phase individuelles (image). Notez que la phase B est en retard de 90 ° par rapport à la phase A — c’est-à-dire que la phase A culmine à 0 ° et la phase B culmine 90 ° plus tard. Le moteur biphasé (image) est connecté de sorte que la phase A alimente les pôles supérieur et inférieur et la phase B alimente les pôles gauche et droit.
L’action du courant alternatif biphasé sur le moteur est de faire tourner efficacement le champ magnétique du stator dans le sens des aiguilles d’une montre (appelé champ rotatif), même si les bobines elles-mêmes sont stationnaires.
Sur l’image, à 0 °, la phase A est à la tension de crête tandis que la phase B est à 0 V. À ce stade, la phase A a toute la tension et la phase B n’en a aucune; par conséquent, les enroulements connectés à la phase A (haut et bas) seront sous tension et les enroulements connectés à la phase B (gauche et droite) seront désactivés. Cette situation est représentée dans le dessin en bobine (en haut à gauche) de l’image. La polarité de la tension appliquée amène l’enroulement supérieur à présenter un pôle magnétique nord (N) au rotor et l’enroulement inférieur à présenter un pôle magnétique sud (S) au rotor.
À 90 ° plus tard dans le cycle d’alimentation (image), la tension de la phase A est passée à 0 V (désactivation des enroulements supérieur et inférieur), et la phase B a atteint la tension de crête, alimentant les enroulements gauche et droit. Plus précisément, la tension de phase positive B va amener l’enroulement latéral droit à présenter un pôle magnétique nord au rotor et l’enroulement gauche à présenter un pôle magnétique sud (comme indiqué sur le dessin de l’image de la bobine).
À 180°, la tension de la phase B est revenue à 0 V (désénergie des enroulements gauche et droit), et la phase A est descendue à une tension de crête négative. Encore une fois, les enroulements haut et bas sont sous tension mais cette fois avec la polarité opposée à ce qu’ils étaient à 0°, provoquant l’inversion des pôles magnétiques. Maintenant, l’enroulement inférieur présente un pôle magnétique nord au rotor, et l’enroulement supérieur présente un pôle magnétique sud.
À 270°, la phase A est montée à 0 V (désénergie des enroulements supérieur et inférieur) et la phase B a atteint un pic négatif. Encore une fois, les enroulements gauche et droit sont alimentés mais cette fois avec l’enroulement gauche présentant un pôle magnétique nord au rotor et l’enroulement droit un pôle magnétique sud.
Cette analyse explique comment le courant alternatif biphasé* fait agir le champ magnétique comme s’il tournait dans le sens des aiguilles d’une montre (CW). (Vous pouvez le voir dans les dessins en bobine de l’image, où le pôle nord tourne apparemment en CW.) Ce qui n’était pas évident dans la discussion, c’est que la rotation du champ est lisse et continue — il ne saute pas d’un pôle à l’autre comme on pourrait le déduire de la discussion. Par exemple, considérez la situation à 45 °. À partir de l’image de la figure, vous pouvez voir que les deux ensembles de pôles
sont partiellement alimentés, ce qui fait que le champ magnétique N-S résultant est à mi-chemin entre les deux pôles.