Le moteur à induction est également connu sous le nom de "moteur asynchrone", c'est-à-dire que le rotor est placé dans un champ magnétique tournant, et sous l'action du champ magnétique tournant, un couple de rotation est obtenu, de sorte que le rotor tourne. Le rotor est un conducteur rotatif, généralement en forme de cage d'écureuil. Le stator est la partie non rotative du moteur et sa tâche principale est de générer un champ magnétique tournant. Le champ magnétique tournant n'est pas obtenu mécaniquement. Au lieu de cela, le courant alternatif est transmis à travers plusieurs paires d'électroaimants, de sorte que les propriétés des pôles magnétiques sont modifiées de manière cyclique, ce qui équivaut à un champ magnétique tournant. Ce type de moteur n'a pas de balais ni de bagues collectrices comme les moteurs à courant continu. Il existe des moteurs monophasés et des moteurs triphasés en fonction du type de courant alternatif utilisé. Les moteurs monophasés sont utilisés dans les machines à laver, les ventilateurs électriques, etc. ; les moteurs triphasés sont utilisés comme alimentation pour les équipements d'usine.

Nikola Tesla (10 juillet 1856 - 7 janvier 1943) était un inventeur, ingénieur en mécanique et ingénieur électricien serbo-américain. Il est considéré comme l'un des principaux moteurs de la commercialisation de l'électricité et est surtout connu pour avoir présidé à la conception du système de courant alternatif moderne. Basé sur la théorie du champ électromagnétique découverte par Michael Faraday, Tesla a réalisé un certain nombre d'inventions révolutionnaires dans le domaine des champs électromagnétiques. Il a inventé le moteur à induction en 1887, ses nombreux brevets connexes et ses travaux de recherche théorique sur l'électromagnétisme sont la pierre angulaire de la communication sans fil et de la radio modernes.

Grâce au mouvement relatif du champ magnétique tournant généré par le stator (dont la vitesse est la vitesse synchrone n1) et l'enroulement du rotor, l'enroulement du rotor coupe la ligne de champ magnétique pour générer une force électromotrice induite, générant ainsi un courant induit dans l'enroulement du rotor. Le courant induit dans l'enroulement du rotor agit avec le champ magnétique pour générer un couple électromagnétique, ce qui fait tourner le rotor. Car lorsque la vitesse du rotor approche progressivement la vitesse synchrone, le courant induit diminue progressivement et le couple électromagnétique généré diminue également en conséquence. Lorsque le moteur asynchrone fonctionne en mode moteur, la vitesse du rotor est inférieure à la vitesse synchrone. Afin de décrire la différence entre la vitesse du rotor n et la vitesse synchrone n1, un glissement est introduit.

Structure de base du moteur asynchrone monophasé

Un moteur asynchrone monophasé est un moteur qui n'a besoin que d'une alimentation en courant alternatif monophasé. Le moteur asynchrone monophasé est composé d'un stator, d'un rotor, d'un palier, d'un boîtier, d'un couvercle d'extrémité, etc. Le stator est composé d'un cadre et d'un noyau de fer avec des enroulements. Le noyau de fer est formé en poinçonnant et en laminant des tôles d'acier au silicium, et deux ensembles d'enroulements principaux (également appelés enroulements de fonctionnement) et d'enroulements auxiliaires (également appelés enroulements de démarrage pour former des enroulements secondaires) sont intégrés dans les fentes avec un angle électrique de 90° l'un de l'autre. L'enroulement principal est connecté à l'alimentation en courant alternatif, et l'enroulement auxiliaire est connecté en série avec l'interrupteur centrifuge S ou le condensateur de démarrage, le condensateur de fonctionnement, etc., puis connecté à l'alimentation. Le rotor est un rotor en aluminium moulé en cage d'écureuil, qui est formé en laminant le noyau de fer et en coulant de l'aluminium dans la fente du noyau de fer, et en coulant des bagues d'extrémité ensemble pour faire en sorte que les barres du rotor soient en court-circuit dans un type de cage d'écureuil.

Les moteurs asynchrones monophasés sont en outre divisés en moteurs asynchrones à démarrage par résistance monophasés, moteurs asynchrones à démarrage par condensateur monophasés, moteurs asynchrones à fonctionnement par condensateur monophasés et moteurs asynchrones à condensateur à double valeur monophasés.

Structure de base du moteur asynchrone triphasé

Le moteur asynchrone triphasé est principalement composé d'un stator, d'un rotor et d'un palier. Le stator est principalement composé d'un noyau de fer, d'un enroulement triphasé, d'un cadre et d'un couvercle d'extrémité.

Le noyau du stator est généralement poinçonné et laminé par des tôles d'acier au silicium de 0,35 à 0,5 mm d'épaisseur avec des couches isolantes en surface, et des fentes uniformément réparties sont poinçonnées dans le cercle intérieur du noyau pour intégrer les enroulements du stator.

L'enroulement triphasé est connecté par trois enroulements de même structure et disposés selon un angle électrique de 120° dans l'espace. Les bobines de ces enroulements sont respectivement intégrées dans chaque fente du stator selon une certaine règle. Sa fonction est de faire passer un courant alternatif triphasé pour générer un champ magnétique tournant.

Le cadre est généralement en fonte, le cadre d'un grand moteur asynchrone est généralement soudé avec des tôles d'acier, et le cadre d'un micromoteur est en fonte d'aluminium.

Il y a des ailettes de refroidissement à l'extérieur du cadre du moteur fermé pour augmenter la surface de dissipation thermique, et les capuchons d'extrémité aux deux extrémités du cadre du moteur de protection sont munis de trous de ventilation, de sorte que l'air à l'intérieur et à l'extérieur du moteur puisse être directement convecté pour faciliter la dissipation thermique. Le couvercle d'extrémité joue principalement le rôle de fixer le rotor, de soutenir et de protéger.

Le rotor est principalement composé d'un noyau de fer et d'enroulements. Le matériau du noyau du rotor est le même que celui du stator, qui est poinçonné et laminé à partir de tôles d'acier au silicium de 0,5 mm d'épaisseur. La circonférence extérieure de la tôle d'acier au silicium est poinçonnée avec des trous uniformément répartis pour placer les enroulements du rotor. Habituellement, le cercle intérieur de la tôle d'acier au silicium après le poinçonnage du noyau du stator est utilisé pour poinçonner le noyau du rotor. Généralement, le noyau du rotor des petits moteurs asynchrones est directement emmanché sur l'arbre rotatif, et les noyaux de rotor des moteurs asynchrones de grande et moyenne taille (avec un diamètre de rotor de 300 à 400 mm ou plus) sont pressés sur l'arbre rotatif à l'aide du support de rotor.

Les enroulements du rotor sont divisés en rotors à cage d'écureuil et en rotors bobinés.

(1) Rotor à cage d'écureuil : L'enroulement du rotor est constitué d'une pluralité de barres insérées dans les fentes du rotor et de deux bagues d'extrémité annulaires. Si le noyau du rotor est retiré, l'ensemble de l'enroulement ressemble à une cage d'écureuil, il est donc appelé enroulement en cage. Les petits moteurs à cage utilisent des enroulements de rotor en aluminium moulé, et pour les moteurs de plus de 100 kW, des barres de cuivre et des bagues d'extrémité en cuivre sont soudées. Les rotors à cage d'écureuil sont divisés en : rotors à impédance, rotors à cage d'écureuil simple, rotors à cage d'écureuil double et rotors à rainures profondes, avec différents couples de démarrage et autres caractéristiques.

(2) Rotor bobiné : L'enroulement du rotor bobiné est similaire à l'enroulement du stator, et c'est également un enroulement triphasé symétrique, généralement connecté en forme d'étoile, et les trois têtes de sortie sont connectées aux trois bagues collectrices de l'arbre rotatif, puis passent la brosse connectée aux circuits externes.