REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI OUZOU

Faculté des sciences

Spécialité : Master 1 Maintenance industrielle

Réaliser par  :Mini projet:

MOTEUR ASYNCHRONE
TRIPHASé

1. ZOURDANI MOHAMED

2. AYAD MOHAMED AMINE

Enseignant : Mr HOUSSINI
 1. Introduction
Les moteurs asynchrones triphasé sont les moteurs les plus employés dans l’industrie .Ils
possèdent en effet plusieurs avantages : simplicité, robustesse, prix peu élevé , et entretien
facile.ils représentent plus de 80 % du parc moteur électrique. Le moteur asynchrone est
utilisé aujourd’hui dans de nombreuses applications notamment dans le transport (trains,
métro, propulsion des navires…), dans l’industrie (machines-outils) et dans l’électroménager.
Le terme asynchrone provient du fait que la vitesse de ces machines n’est pas forcément
proportionnelle à la fréquence des courants qui les traversent.

2. Définition :
Le moteur asynchrone triphasé est un engin qui transforme l’énergie électrique reçu en
énergie mécanique grâce à des phénomènes électromagnétiques.
Il est utilisé dans bon nombre de machines qui nous entourent telles que les métros, les
véhicules électriques, les machines à propulsions des navires, les moulins et bien d’autres.

3. Constitution :
Deux composantes principales constituent les moteurs asynchrones, est constitué d'une partie
fixe qui est nommé le stator, logé dans une carcasse en acier trois enroulements ou bobinage
sont raccordés à une plaque à borne permettant le branchement sur le réseau, et d'une partie
mobile le rotor qui est soit à cage d'écureuil ou de type rotor bobiné.
 1.Le stator : C'est la partie fixe du moteur, il supporte trois enroulements, décalés de
120°, alimentés par une tension alternative triphasée

Stator avec bobinages stator sans bobinages

2.Le rotor : C'est la partie tournante du moteur sur lequel on récupère l'énergie
mécanique pour l’entraînement d'un système , parmi les rotors on distingue :
a)Rotor bobiné (rotor à bagues):
C’est un cylindre constitué de tôles empilées solidaire sur l’arbre du moteur, les
encoches sont percées dans ses tôles. Prés de la surface de ce cylindre, des
conducteurs passent dans ses encoches et sont réunis a une de leur extrémité court-
circuit l’autre extrémité est raccordée a 3 bagues permettent une liaison avec un circuit
fixe (des résistances).

Les pôles du rotor sont en même nombre que le stator. Sur les bagues viennent frotter des
balais raccordés au dispositif de démarrage
 a) Rotor à cage :

Le circuit du rotor est constitué de barres conductrices régulièrement reparties entre

deux couronnes métalliques formant les extrémités, le tout rappelant la forme d’une cage
d’écureuil. Bien entendu, cette cage est insérée à l’intérieur d’un circuit magnétique
analogue à celui du rotor bobiné.
Les barres sont faites en cuivre, en bronze ou en aluminium, suivant les caractéristiques
mécaniques et électriques recherchées par le constructeur Dans certaines constructions
notamment pour des moteurs à basse tension (230/400v), la cage est réalisée par coulée et
centrifugation d’aluminium Les tôles ferromagnétiques servent à guider les lignes de champs
tandis que les barres accueillent les courants induits.

Rotor à simple cage Cage d’écureuil

b) Rotor à double cage :

Ce rotor comporte deux cages, l’une extérieure assez résistante, l’autre intérieure de faible
résistance. Au début du démarrage, le flux étant à fréquence élevée, les courants induits sont
dans la cage intérieure. Le couple produit par la cage extérieur est important, et l’appel de
courant réduit. En fin de démarrage la fréquence diminue dans le rotor, et le passage du flux à
travers la cage intérieure est plus facile.
(voir la figure) 
 c) Le rotor à encoches profondes :
il utilise l’effet pelliculaire (l’effet de peau), grâce à des encoches plus
profondes dans le rotor pour optimiser le démarrage.On obtient avec ces deux
modèles un meilleur couple de démarrage : ils sont plus adaptés aux
démarrages en charge que les moteurs à cage simple.
d)
4. principe de fonctionnement du moteur asynchrone triphasé :
Le fonctionnement du moteur asynchrone triphasé est basé sur l’application de trois
principes fondamentaux
 Théorème d’Ampère ( principe I).
 Loi de Faraday ( principe II).
 Loi de Lenz ( principe III).

Les 3 enroulements du stator sont orientés à 120° l'un par rapport à l'autre. Alimentés en
courant triphasé (chaque courant est déphasé de 1/3 période), ces enroulements créent un
champ magnétique tournant. La vitesse de rotation de ce champ magnétique s'appelle vitesse
de synchronisme. Sa valeur en tours par secondes est égale à la fréquence en Hz (50 Hz pour
l'Europe) du réseau qui alimente les bobines.
La vitesse de synchronisme est nommée Ωs en rad/s ou ns en (tours/s). On a alors Ωs = 2.Pi.ns

5. Couplage (branchement ) de moteur :

Pour les moteurs triphasés, il est possible de coupler les 3 phases soit en triangle, soit en
étoile. Le branchement en étoile ou en triangle se décide en fonction de la plaque signalétique
de notre moteur. L’enroulement statorique comporte 3 bobinages reliés à la phase à borne
suivant le schémas ci _dessous

Schémas montre un branchement des bobines d’un moteur asynchron triphasé

  Couplage triangle :

Dans le couplage triangle, chacune des bobines est alimentée avec la tension nominale du
réseau (400V).
Dans ce couplage , un enroulement est câblé entre deux fils de phases, avec
une tension composée U et chaque enroulement est traversé par un courant de valeur
efficace J. Si la tension est petite élevée, elle correspond à la tension du réseau (montage
triangle)

 Couplage étoile :
Avec un couplage en étoile, la tension aux bornes de chacune des bobines est d'environ
230V. On utilise le montage étoile si un moteur de 230V doit être relié sur un réseau 400V ou
pour démarrer un moteur à puissance réduite dans le cas d'une charge avec une forte inertie
mécanique.

Couplage moteur et tension :

Tension alimentation Moteur 220 /400 V Moteur 400/600 V

220 V Couplage triangle
400 V Couplage étoile Couplage triangle
 6. Fonctionnement d’un moteur asynchron triphasé :

1 . Fonctionnement à vide :
Lorsque le moteur fonctionne à vide (pas de charge couplée au moteur), sa vitesse de rotation
n0 est proche de la vitesse de synchronisme nS. On considère que g=0 et n0 =nS
Le facteur de puissance à vide ( cos µ0 inférieur a 0,2 ) est faible mais pas l'intensité à vide I0.
Ce courant sert à créer le champ magnétique tournant, on parle alors de courant de
magnétisant.

2 .Fonctionnement à charge :
Le moteur est maintenant chargé, c'est-à-dire que l’arbre de ce dernier entraîne une charge
résistante qui s’oppose au mouvement du rotor. En régime permanent, Le couple moteur sera
égal au couple résistant : Tu=Tr
Remarque : Le moteur asynchrone est capable de démarrer en charge.
Au voisinage du point de fonctionnement, on assimile la caractéristique TU(n) à une droite
telle que : T U =a.n + b
Les coefficients a et b se trouvent en utilisant deux points de la caractéristique. Le premier est
le fonctionnement à vide T U =0 et n=nS
Le deuxième est le fonctionnement nominale
T U =T N n=nN
par exemple

7. Démarrage des moteurs asynchrones :

Lors du démarrage d'un moteur asynchrone triphasé, le courant de démarrage est très
important ( 4 à 8 fois l'intensité nominale). Pour ne pas détériorer le moteur, on réduit le
courant de démarrage en effectuant :
une tension réduite puis sous tension nominale : démarrage étoile triangle.
une tension réduite puis progressivement la tension nominale : utilisation d'un
autotransformateur.
Pour les moteur à rotor bobiné, on peut ajouter des résistance en série avec le rotor pour
diminuer les intensités des courants rotoriques ou encore utiliser un onduleur.
Moteur à cage d’écureuil :

symbole

Moteur a bague (rotor bobiné)

symbole
  Démarrage direct :
C'est le mode de démarrage le plus simple dans lequel le stator est directement couplé sur le
réseau. Le moteur démarre sur ses caractéristiques naturelles.
Pour réaliser un départ-moteur de façon correcte, il faut assurer les fonctions suivantes :

 Isoler c’est le rôle du sectionneur.

 Protéger la puissance contre les courts-circuits, pour cela on utilise des cartouches
fusibles de type a M.

 Commander l’arrivée de l’énergie au moteur, c’est le rôle du contacteur.

Protéger le moteur contre les surcharges, fonction assurée par le relais thermique

Figure montre le Schéma de démarrage direct d’un moteur asynchrone triphasé.

L1, L2, L3 : alimentation triphasée F : contact auxiliaire du relais thermique

Q : fusible sectionneur S0: bouton poussoir arrêt
KM1 : contacteur principal 1 S1: bouton poussoir marche
F : relais thermique KM1 : bobine du contacteur
M : moteur triphasé KM1 : contact auxiliaire du contacteur
Avantages et inconvénients de démarrage direct d’un moteur asynchrone triphasé

Avantages inconvénients
Simplicité de l’appareillage. -Appel du courant important
- Couple de démarrage important. - Démarrage brutal
- Temps de démarrage court - Ne permet pas un démarrage doux et
progressif.
 Figure : Courbes caractéristiques couple-courant de démarrage direct.

 Démarrage sous tension réduite :

Démarrage sous tension réduite : Plusieurs dispositifs permettent de réduire la tension
aux bornes des enroulements du stator pendant la durée du démarrage du moteur ce qui
est un moyen de limiter l’intensité des courants de démarrage. L’inconvénient est que
le couple moteur est également diminué et que cela augmente la durée avant laquelle le
moteur atteint le régime permanant.

 Démarrage étoile_triangle
Le principe du démarrage étoile triangle consiste à sous-alimenter le moteur durant
presque toute la durée du démarrage en le couplant en étoile.
Il faut donc utiliser un moteur normalement couplé en triangle et dont toutes les
extrémités d’enroulement sont sorties sur la plaque à bornes.
Exemple : Sur un réseau 230/400 V il faut donc utiliser un moteur 400/660 V.
Utilisation du démarrage étoile triangle : Machine démarrant à vide : Ventilateur…ext

Figure montre le Schéma de démarrage étoile-triangle d’un moteur asynchrone triphasé

Avantages et inconvénients de démarrage étoile-triangle d’un moteur
asynchrone triphasé :

Avantages inconvénients
 Réduction du courant de démarrage  Couple très réduit
 Relativement bon marché  Coupure d’alimentation lors
du passage étoile-triangle
 Temps de démarrage + élevé

 Démarrage par résistances statoriques

Le démarrage statorique, comme le démarrage étoile triangle, à pour principe de sous-
alimenter le moteur durant presque toute la durée du démarrage en le mettant en série avec
des résistances.
Utilisation du démarrage statorique :Il convient aux machines dont le couple de démarrage est
plus faible que le Cn (Couple nominal). Ex : machine à bois ventilateur…ext

Figure montre le Schéma de démarrage a résistances statoriques d’un moteur asynchrone

triphasé

Avantages et inconvénients de démarrage de démarrage a résistances

statorique d’un moteur asynchrone triphasé :

Avantages inconvénients
 Possibilité de choisir le couple de Si le courant est divisé par 3 alors le couple
démarrage est divisé par 9 !
 Choix du courant de démarrage avec
précision
 Passage entre phases de démarrage
sans interruption du courant
  Démarrage a tension réduite par autotransformateur:
Le moteur est alimenté sous tension réduite par l'intermédiaire d'un autotransformateur qui est
mis hors circuit quand le démarrage est terminé. Le démarrage s'effectue en trois temps :

Figure montre le Schéma de démarrage par autotransformateur d’un moteur asynchrone

triphasé

Avantages et inconvénients de démarrage par autotransformateur d’un

moteur asynchrone triphasé :

Avantages inconvénients
- Possibilité de choisir le couple de Prix d’achat élevé de l’équipement
décollage.
- Réduction de l’appel du courant.
- Démarrage en 3 temps sans coupure

Figure montre la Courbes caractéristiques couple - courant de démarrage par autotransformateur

  Démarrage par résistances rotoriques :
Le démarrage rotorique a pour principe de limiter les courants rotoriques circulant dans
l’induit. Le moteur se comportant alors comme un transformateur, le courant de ligne sera
limité lui aussi. Pour ce démarreur, il faut impérativement un moteur à rotor bobiné. Il est
utilisé en général pour les machines de puissances > 100 kW. Par exemples : Compresseurs
rotatifs à piston, les pompes…ext

Figure montre le Schéma de démarrage a résistances rotoriques d’un moteur asynchrone

triphasé

Avantages et inconvénients de démarrage a résistances rotoriques d’un

moteur asynchrone triphasé

Avantages inconvénients
 L’appel de courant est pour un couple  Nécessité d’un moteur à rotor bobiné.
de démarrage donné le plus faible par  Equipement plus cher.
rapport à tous les autres modes de
démarrage.
 Possibilité de choisir par
construction, couple et le nombre de
temps de démarrage.

Conclusion :
Les moteurs asynchrones triphasés sont très employés dans l'industrie pour les
Différents avantages qu'ils présentent .le moteur asynchrone triphasé de faible et de
moyenne puissance est utilisé dans les ventilateurs et les pompes hydrauliques ,ainsi que
Dans les mélangeurs et les centrifugeuses ,le moteur de grande puissance est utilisé dans les
Machines outils, les appareils de levage et les compresseurs
Sommaire :

Introduction

Définition

Constitution 
 Stator
 rotor

Principe de fonctionnement

Couplage (branchement) de moteur 

 Couplage triangle
 Couplage étoile

Fonctionnement d’un moteur asynchrone triphasé 

 Fonctionnement à vide
 Fonctionnement à charge

Démarrage des moteurs asynchrones triphasé

 
 Démarrage directe
 Démarrage étoile triangle
 Démarrage à résistance statorique
 Démarrage à tension réduit par autotransformateur
 Démarrage à résistance rotorique

Conclusion