HI. - LES MOTEURS ASYNCHRONES

S'il n'existait que des moteurs synchrones, les courants alternatifs ne sauraient guère être employés, au moins directement, à la transmission de l'énergie mécanique dans les cas que l'on rencontre le plus fréquemment et où l'on désire réaliser des vitesses variables; mais on construit, nous Favons dit, des moteurs asynchrones pour lesquels li vitesse de la partie tournante n'est pas nécessairement liée à la période du courant de la distribution.

Dans ces moteurs, l'appareil immobile, qui, le

ement, sera connecté au réseau, s'apor, tandis que l'appareil qui tourne, iactions réciproques du champ et des souvent désigné sdus le nom de rotor 1 .

>eut jouer le rôle d'inducteur ou d'ins moteurs il fonctionnera le plus souinducteur, c'est lui qui produira le ïamp peut être, suivant le bobinage de in champ tournant ou, au contraire, un [atif, variant périodiquement de valeur, ant toujours la même direction.

r un champ tournant, on emploiera, i, des courants polyphasés; la théorie irs est, en somme, assez simple, elle a une façon très complète par M. Potier.

sera un cylindre creux de fer doux si l'on dispose par exemple d'un cou- . portera un nombre de rainures égal a de trois, dans lesquelles on disposera, e, soit en triangle, les trois enrouleipondants aux trois phases, ce stator né par le triphasé créera un flux tourun tour par période.

amp sera disposé le rotor qui, généraégalement un cylindre de fer doux tit le même axe que le stator et dont le irieur sera inférieur de quelques milli-

intours désignent sous lu nom de stator l'inducr asynchrone, et sous le nom de rotor l'induit; e définition que, dans les machines ou l'induela partie lise est cependant appelée rotor, et ta iinent stator; ces désignations, qui paraissent , prêtent parfois à des confusions.

mètres au diamètre de ce .stator. Le rotor porte également des rainures parallèles aux génératrices où seront encastrées des barres conductrices ; si ces 1 barres sont, à leurs extrémités, réunies par des anneaux, on a ce que Ton appelle, à cause de l'aspect que prend alors l'induit, un rotor à cage d'écurenil ; dans d'autres cas, les tiges forment un certain nombre de circuits séparés, régulièrement disposés sur la carcasse en fer.

Le champ tournant du stator développera, dans le rotor, des courants induits qui, d'après la loi de Lem, sont d'un sens tel qu'ils s'opposent au mouvement du champ, et les actions électromagnétiques qui vont s'exercer sur ces courants seront, par suite, dirigées de telle façon que le champ tendra à entraîner l'induit dans sa rotation. Tout se passera comme s'il y avait une sorte de frottement entre le champ et l'induit et le système se peut comparer à un embrayage à friction où la partie clavetée sur l'arbre moteur entraîne la partie calée sur l'arbre conduit. Dans un embrayage de ce genre, il se produit, suivant le degré plus ou moins élevé d'adhérence que possèdent les substances frottantes, un glissement de l'une des parties par rapport à l'autre; de même dans le moteur asynchrone, le rotor tournera moins vite que le champ et la différence des deux vitesses angulaires sera encore appelée glis-

On peut, sans difficulté, calculer le couple moteur appliqué au rotor; il faut, bien entendu, tenir compte de ce que le champ qui agit sur chaque spire n'est pas seulement le champ du stator mais

l'élbctbICite

le ce champ et de celui produit par le

; ; l'expression du couple peut être assez mis l'allure générale des phénomènes rs semblable a celle que présente le le flux résultant tournerait sans déforiation et où le rotor serait constitué s rectangulaires dont deux cotés sont nt des génératrices, dans ce cas, bS on oteur à tension constante, le couple ïnnêl au glissement et inversement à la résistance des circuits du rotor ; ne glissement et une même résisile est proportionnel au carré de la e.

prévoir que le couple s'annulerait en que le glissement, puisque le rotor,

avec la même vitesse que le champ, air, par rapport à ce champ, une

et qu'il ne saurait plus, dans ces produire aucun courant induit, ■ait nettement la grande différence îurs synchrones et les moteurs asyn- ■ les premiers, le champ inducteur et luit se suivent rigoureusement, les nt être identiquement les mêmes; <ds, au contraire, le glissement est le issaire: sans glissement le moteur n'a jice.

tsme ne serait réalisé que si le moteur ilètement à vide et si l'on pouvait sups frottements intérieurs ; dès que la ite le glissement croît, comme dans le

cas d'un embrayage où le serrage serait insuffisant ; le fonctionnement est donc stable puisque le couple augmente avec le glissement, si la charge vient à prendre brusquement une valeur plus grande ; toutefois, le courant du rotor pourrait acquérir alors des valeurs considérables qui correspondraient à un dangereux dégagement de chaleur.

En fait, le glissement ne dépasse guère 3 à 4 pour 100 de la vitesse angulaire, et les moteurs asynchrones restent pratiquement bien près du synchronisme et tournent normalement avec une vitesse sensiblement constante. On peut cependant employer -divers artifices pour faire varier cette vitesse ; l'introduction de résistances non inductives dans le circuit d'un induit polyphasé indiquée par M. Leblanc, le changement du nombre des pôles de l'inducteur obtenu par une modification du couplage des enroulements, l'alimentation par des courants de fréquences variées, sont des moyens qui suivant les cas, sont utilisés avec succès.

Lors du démarrage en charge, si la résistance du rotor était invariable, il ne pourrait supporter, sans être brûlé, le courant très élevé qui le traverserait ; dès 1890 M. Leblanc a indiqué un procédé, à peu près universellement employé aujourd'hui, qui remédie à cet inconvénient, les bobinages de l'induit sont reliés à des bagues isolées sur l'arbre de la machine et l'on peut ainsi introduire aisément des résistances de démarrage; toutefois, si l'on ne veut pas perdre l'avantage que présentent les appareils à cage d'écureuil de pouvoir tourner sans aucun contact extérieur on adopte d'autres dispositifs, par exemple, les soin-

tîons remarquablement ingénieuses qi M. Boucherot.

Si, dans une machine semblable à celle que nous venons de décrire, l'on fait tourner le rotor au moyen d'une force extérieure, empruntée par exemple à une machine à vapeur, de telle façon qu'il marche plus vite que le champ du stator, on a un système dont la théorie est entièrement parallèle à celle du moteur ; les formules se retrouvent les mômes, mais le glissement est maintenant négatif, le couple, au Heu d'être moteur, est devenu résistant. La machine va fonctionner comme génératrice : aux bornes du stator apparaît une tension qui se superposera à celle de la distribution et une nouvelle quantité d'énergie sera fournie au réseau.

C'est M. Maurice Leblanc qui a découvert le principe de ces appareils que l'on appelle des génératrices asynchrones parce qu'elles fournissent à un circuit des courants alternatifs de fréquences bien déterminées, tout en tournant avec une vitesse plus grande que celle du synchronisme. Le circuit doit, bien entendu, être déjà parcouru par un courant régulier, produit par des alternateurs synchrones qui, comme le dit d'une manière pittoresque, M. Leblanc battent la mesure, ces alternateurs jouent, en quelque sorte le rôle d'excitatrice à l'égard des génératrices asynchrones, elles fournissent les courants déwattés qui sont nécessaires pour entretenir le champ tournant et, à leur tour, les génératrices apportent au réseau des courants wattés qui viennent accroître l'énergie du réseau de distribution.

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Elles possèdent encore, ces curieuses et intéressantes machines, d'autres propriétés précieuses qui ont été mises en évidence par M. Leblanc et par M. Boucherot; elles permettent d'obtenir un compoundage commode et qui persiste pour toutes les charges, elles agissent comme frein dans la traction sur des pentes trop rapides. Dans la descente, il suffira de laisser croître la vitesse au-dessus de la normale en palier, le moteur, devenu générateur, servira ;'i récupérer, sous forme d'énergie électrique restituée au réseau, une partie du travail de la pesanteur.

Au lieu d'avoir, comme champ inducteur, un champ tournant, on peut produire un champ alternatif, mais de direction fixe, dans lequel se trouvera un rotor constitué par un système induit, fermé sur luimême, tout à fait analogue aux rotors précédants; on constituera ainsi des moteurs asynchrones à courant alternatif simple. C'est encore M. M. Leblanc qui a montré que l'on pouvait réaliser de tels moteurs ; M. Potier, M. Blondel, M. fiicardo Arno en ont fait la théorie qui est, en somme, un cas particulier de la théorie générale des moteurs à champ tournant ; l'induit est entraîné par la rotation du flux, résultant de la composition du flux alternatif de l'inducteur et du flux engendré par l'induit luimême. M.Brown, puis plusieurs autres électriciens, ont construit des appareils de ce genre qui ont rendu des services dans des distributions à courant alternatif ordinaire, comme c'est le cas, à Paris, pour les secteurs des Champs-Elysées et de la Rive Gauche.

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Mais ces moteurs ont des inconvénients : la matière y est mal utilisée ; ils seront, par conséquent, assez lourds; d'autre part, ils ne peuvent démarrer seuls et il faut, pour les mettre en marche, employer des procédés plus ou moins compliqués, brancher, par exemple, sur l'inducteur des enroulements auxiliaires.