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Le premier est le génération du champ magnétique rotatifLorsqu'un courant alternatif triphasé traverse les enroulements du stator d'un moteur à courant alternatif, en raison du déphasage de 120° entre les courants triphasés, un champ magnétique d'intensité et de direction constantes, tournant à vitesse constante lorsque le courant varie, se forme à l'intérieur du noyau du stator : c'est le champ magnétique tournant. La vitesse de ce champ magnétique est appelée vitesse synchrone, et sa formule de calcul est la suivante : (où est la fréquence d'alimentation et est (le nombre de paires de pôles du moteur). Par exemple, la fréquence de l'électricité industrielle en Chine est de 50 Hz, et pour un moteur à deux paires de pôles, la vitesse synchrone peut atteindre 1 500 tr/min, ce qui sert de « source d'énergie » pour la rotation du moteur.
Pourquoi un moteur à courant alternatif peut-il atteindre une rotation continue et quel est son principe de fonctionnement de base ?
La capacité d'un moteur à courant alternatif à tourner en continu repose sur l'utilisation du principe d'induction électromagnétique et de l'interaction d'un champ magnétique rotatif. Il convertit l'énergie électrique en énergie mécanique grâce au fonctionnement coordonné du stator et du rotor. Ce principe spécifique peut être divisé en trois parties principales :
Le deuxième est le induction électromagnétique et application de la force du rotorPrenons l'exemple du moteur asynchrone le plus répandu : son rotor est une boucle conductrice fermée (comme un rotor à cage d'écureuil). Lorsque le champ magnétique tournant du stator coupe les conducteurs du rotor, conformément à la loi de l'induction électromagnétique, un courant induit est généré dans ces conducteurs. À ce moment, le courant rotorique est dans le champ magnétique tournant du stator et soumis à la force d'Ampère. La direction de cette force peut être déterminée par la règle de la main gauche, ce qui produit finalement un couple électromagnétique entraînant le rotor en rotation. Il est à noter que la vitesse du rotor est toujours légèrement inférieure à la vitesse synchrone du champ magnétique tournant du stator (il existe un « taux de glissement »), condition nécessaire pour que le champ magnétique coupe continuellement les conducteurs du rotor et génère un courant induit. C'est d'ailleurs l'origine du nom de « moteur asynchrone ».
Troisièmement, c'est le garantie de rotation continueGrâce aux variations périodiques du sens du courant alternatif triphasé, le champ magnétique rotatif du stator maintient une vitesse de rotation constante. Le rotor, entraîné par le couple électromagnétique, tourne en continu sous l'effet du champ magnétique. Parallèlement, la structure mécanique du moteur (roulements et arbres rotatifs) réduit la résistance à la rotation, et la conception laminée en tôle d'acier au silicium du noyau du stator réduit les pertes par hystérésis et par courants de Foucault, assurant ainsi une conversion efficace de l'énergie électrique en énergie mécanique et une rotation stable et continue du moteur.
D'un point de vue applicatif, ce principe favorise une large application des moteurs à courant alternatif dans la production industrielle (machines-outils et ventilateurs, par exemple) et les appareils électroménagers (compresseurs de climatisation, par exemple). Grâce à leur structure simple et à leur grande fiabilité, les moteurs à courant alternatif sont également devenus un équipement essentiel pour la conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique.
