Le facteur central derrière « l’asynchronisme » des moteurs à induction

La raison pour laquelle un moteur à induction est appelé « asynchrone » est que la vitesse du rotor est toujours inférieure à la vitesse du champ magnétique tournant généré par le stator, et le processus de conversion d'énergie électromécanique est terminé à condition que les deux ne puissent pas être synchronisés. Le principe de fonctionnement du moteur à induction repose sur l'interaction entre le champ magnétique induit et le champ magnétique tournant.

Les enroulements du stator d'un moteur à induction triphasé sont répartis dans l'espace avec une différence mutuelle d'un angle électrique de 120°. Lorsque des courants symétriques triphasés avec une différence de phase de 120° sont fournis, les champs magnétiques pulsés triphasés se combinent pour former un champ magnétique tournant à une vitesse fixe, appelée vitesse synchrone. Sa valeur est déterminée par la fréquence d'alimentation et le nombre de paires de pôles des enroulements du stator du moteur, et la formule de calcul est n₁ = 60f/p (où n₁ est la vitesse synchrone, f est la fréquence d'alimentation et p est le nombre de paires de pôles). Ceci constitue le principe fondamental du fonctionnement des moteurs à courant alternatif.

Par la suite, ce champ magnétique tournant coupe continuellement les conducteurs fermés du rotor, générant un courant induit. Le champ magnétique généré par le courant induit est synchronisé avec le champ magnétique tournant, produisant un couple électromagnétique qui fait fonctionner le moteur. Un mouvement relatif, à savoir une différence de vitesse (glissement), doit exister entre la vitesse du moteur et le champ magnétique tournant ; ce n'est qu'ainsi que la condition de base de « couper les lignes de force magnétiques des conducteurs » dans l'induction électromagnétique peut être satisfaite.

Par conséquent, la différence de vitesse est la condition essentielle au fonctionnement continu d'un moteur à induction : lorsque le rotor tourne sous l'action d'une force électromagnétique, sa vitesse est toujours inférieure à la vitesse synchrone. Si la vitesse du rotor est accidentellement égale à la vitesse synchrone, le mouvement relatif entre le rotor et le champ magnétique tournant sera perdu, les lignes de force magnétiques ne seront plus coupées, le courant induit dans le circuit du rotor disparaîtra instantanément et la force électromagnétique exercée sur les conducteurs du rotor transportant le courant dans le champ magnétique tombera également à zéro. En conséquence, le couple électromagnétique entraînant la rotation du rotor cessera d’exister et le moteur ne pourra plus maintenir son fonctionnement et pourra même s’arrêter.

Ainsi, lors du fonctionnement normal d'un moteur à induction, la vitesse du rotor est toujours en retard sur la vitesse synchrone. Cet état de fonctionnement « asynchrone » n'est pas seulement une conséquence inévitable de son principe de fonctionnement, mais aussi l'origine directe du nom « asynchrone ».