La machine asynchrone étudiée est triphasée à cage ou à rotor bobiné non relié à une alimentation triphasée.
Les enroulements statoriques sont reliés à une alimentation imposant un système triphasé équilibré de tensions de valeur efficace `U` et de fréquence `f` entraînant la circulation de courants formants aussi un système triphasé équilibré : un champ magnétique à `p` paires de pôles tournant à la vitesse `Omega_"s" ={2 pi cdot f}/p`
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En fonctionnement « moteur », l'arbre est « libre » ou accouplé à une charge mécanique opposant un couple résistant.
Au démarrage, le rotor immobile est soumis à un champ magnétique variable qui engendre des courants dans les conducteurs rotoriques créant le champ magnétique tournant rotorique : d'après la loi de Lenz, le rotor se met en rotation pour tenter d'atteindre la vitesse de synchronisme . Si le rotor atteignait la vitesse de synchronisme, ses conducteurs ne seraient plus soumis à un champ magnétique variable et la vitesse du rotor tendrait vers zéro.
En conséquence, le rotor atteint une vitesse `Omega` inférieure à la vitesse de synchronisme.
La différence de vitesse entre le champ tournant et la vitesse de l'arbre est caractérisée par le glissement :
`g = {Omega_"s" - Omega}/Omega_"s"`
il est souvent exprimé en pourcentage.La puissance électrique pour le stator est `P_"e" = sqrt 3 cdot U cdot I cdot cos phi` avec `I` l'intensité moyenne du courant statorique et `phi` le déphasage entre une tension et un courant pour un enroulement statorique. Le couple sur l'arbre est noté `C`, la puissance mécanique est `P_"m" = C cdot Omega`. Si le couple résistant imposé par la charge mécanique augmente alors la puissance électrique `P_"e"` augmente.
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En fonctionnement « génératrice », l'arbre est accouplé à un dispositif mécanique entraînant imposant un couple moteur en entraînant la machine asynchrone à une vitesse supérieure à la vitesse de synchronisme, le stator est connecté à un réseau triphasé.
Les conducteurs du rotor sont soumis à un champ magnétique variable qui engendre des courants rotoriques créant le champ magnétique rotorique : d'après la loi de Lenz, les courants rotoriques essaient de ralentir le rotor pour qu'il atteigne la vitesse de synchronisme.
Si le rotor atteignait la vitesse de synchronisme, ses conducteurs ne seraient plus soumis à un champ magnétique variable et la vitesse du rotor augmenterait de nouveau grâce au dispositif entraînant.
Le rotor oppose un couple résistant qui tend à ralentir l'arbre.
La vitesse du rotor était supérieure à celle du champ tournant statorique, le glissement est négatif.
La puissance électrique pour le stator est `P_"e" = sqrt 3 cdot U cdot I cdot cos phi` avec `I` l'intensité moyenne du courant statorique et `phi` le déphasage entre une tension et un courant pour un enroulement statorique. Si la puissance `P_"e"` augmente alors la puissance `P_"m" = C cdot Omega` du dispositif mécanique augmente.
Il peut être en court-circuit ou
relié à une charge résistive triphasée ou
...
Si aucune charge n’est reliée à l'arbre, le moteur est dit « à vide ».
Dû à la circulation des courants statoriques de fréquence `f`.
Les courants rotoriques ont une fréquence égale à `f`
tant que le rotor est immobile.
La vitesse angulaire du champ rotorique est `Omega_"r" = {2 pi cdot f}/p`
La vitesse du rotor est notée `Omega`.
La vitesse du champ statorique « vue » par le rotor diminue : la fréquence `f_"r"` des courants rotoriques diminue.
Vu du rotor, la vitesse du champ tournant rotorique diminue : `Omega_"r" = {2 pi cdot f_"r"}/p`
Vu du stator, la vitesse angulaire du champ tournant rotorique est égale à la vitesse du rotor additionnée à la vitesse du champ rotorique par rapport au rotor : la condition de synchronisme est toujours vérifiée.
En régime établi, la vitesse angulaire est constante :
les couples moteur et résistant sont égaux.
Si `U` est constante, c'est `I cdot cos phi` qui augmente.
Dû à la circulation des courants statoriques de fréquence `f`.