Le moteur qui fonctionne sur le principe de l’induction électromagnétique est connu sous le nom de moteur à induction. L’induction électromagnétique est le phénomène dans lequel la force électromotrice induit à travers le conducteur électrique lorsqu’il est placé dans un champ magnétique rotatif.

Le stator et le rotor sont deux parties essentielles du moteur. Le stator est la partie fixe, et il porte les enroulements qui se chevauchent tandis que le rotor porte l’enroulement principal ou l’enroulement de champ. Les enroulements du stator sont également déplacés les uns des autres d’un angle de 120°.

Le moteur à induction est le moteur excité unique, c’est-à-dire que l’alimentation n’est appliquée qu’à une seule pièce, c’est-à-dire au stator. Le terme excitation désigne le processus d’induction du champ magnétique sur les parties du moteur.

Lorsque l’alimentation triphasée est donnée au stator, le champ magnétique rotatif s’y produit. La figure ci-dessous montre le champ magnétique rotatif mis en place dans le stator.

Considérez que le champ magnétique rotatif induit dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Le champ magnétique tournant a les polarités mobiles. Les polarités du champ magnétique varient en ce qui concerne le demi-cycle positif et négatif de l’alimentation. Le changement de polarités fait tourner le champ magnétique.

Les conducteurs du rotor sont fixes. Ce conducteur fixe coupe le champ magnétique rotatif du stator et, à cause de l’induction électromagnétique, la CEM induit dans le rotor. Cette CEM est connue sous le nom de CEM induite par le rotor, et c’est à cause du phénomène d’induction électromagnétique.

Les conducteurs du rotor sont court-circuités soit par les bagues d’extrémité, soit à l’aide de la résistance externe. Le mouvement relatif entre le champ magnétique tournant et le conducteur du rotor induit le courant dans les conducteurs du rotor. Lorsque le courant traverse le conducteur, le flux y est induit. La direction du flux du rotor est la même que celle du courant du rotor.

Maintenant, nous avons deux flux, l’un à cause du rotor et l’autre à cause du stator. Ces flux interagissent entre eux. À une extrémité du conducteur, les flux s’annulent et à l’autre extrémité, la densité du flux est très élevée. Ainsi, le flux haute densité tente de pousser le conducteur du rotor vers la région de flux basse densité. Ce phénomène induit le couple sur le conducteur, et ce couple est connu sous le nom de couple électromagnétique.

La direction du couple électromagnétique et du champ magnétique rotatif est la même. Ainsi, le rotor se met à tourner dans le même sens que celui du champ magnétique tournant.

La vitesse du rotor est toujours inférieure au champ magnétique rotatif ou à la vitesse synchrone. Le rotor essaie de courir à la vitesse du rotor, mais il glisse toujours. Ainsi, le moteur ne tourne jamais à la vitesse du champ magnétique tournant, et c’est la raison pour laquelle le moteur à induction est également connu sous le nom de moteur asynchrone.

Pourquoi le rotor ne tourne jamais à vitesse synchrone ?

Si la vitesse du rotor est égale à la vitesse synchrone, aucun mouvement relatif ne se produit entre le champ magnétique rotatif du stator et les conducteurs du rotor. Ainsi, la FEM n’est pas induite sur le conducteur et un courant nul se développe dessus. Sans courant, le couple n’est pas non plus produit.

Pour les raisons mentionnées ci-dessus, le rotor ne tourne jamais à la vitesse synchrone. La vitesse du rotor est toujours inférieure à la vitesse du champ magnétique rotatif.

Alternativement, la méthode du principe de fonctionnement du moteur à induction peut également être expliquée comme suit.

Comprenons cela en considérant le conducteur unique sur le rotor stationnaire. Ce conducteur coupe le champ magnétique tournant du stator. Considérez que le champ magnétique rotatif tourne dans le sens des aiguilles d’une montre. Selon la loi de Faraday sur l’induction électromagnétique, la CEM induit dans le conducteur.

Lorsque le circuit du rotor est complété par la résistance externe ou par la bague d’extrémité, le rotor induit une CEM qui provoque le courant dans le circuit. La direction du rotor induit le courant est opposée à celle du champ magnétique tournant. Le courant du rotor induit le flux dans le rotor. La direction du flux rotor est la même que celle du courant.

L’interaction des flux rotor et stator développe une force qui agit sur les conducteurs du rotor. La force agit tangentiellement sur le rotor et induit donc un couple. Le couple pousse les conducteurs du rotor, et ainsi le rotor commence à se déplacer dans la direction du champ magnétique rotatif. Le rotor se met en mouvement sans système d’excitation supplémentaire et pour cette raison, le moteur est appelé moteur à démarrage automatique.

Le fonctionnement du moteur dépend de la tension induite sur le rotor et s’appelle donc le moteur à induction.