Définition : Le moteur qui fonctionne à une vitesse synchrone est connu comme le moteur synchrone. La vitesse synchrone est la vitesse constante à laquelle le moteur génère la force électromotrice. Le moteur synchrone est utilisé pour convertir l’énergie électrique en énergie mécanique.

Construction du moteur synchrone

Le stator et le rotor sont les deux parties principales du moteur synchrone. Le stator devient stationnaire, et il porte l’enroulement d’induit du moteur. L’enroulement d’induit est l’enroulement principal à cause duquel la FEM est induite dans le moteur. Le rotateur porte les enroulements de champ. Le flux de champ principal est induit dans le rotor. Le rotor est conçu de deux façons, c’est-à-dire le rotor à pôles saillants et le rotor à pôles non saillants.

Le moteur synchrone utilise le rotor à pôles saillants. Le mot saillant désigne les pôles du rotor projetés vers les enroulements de l’induit. Le rotor du moteur synchrone est fait avec les laminations de l’acier. Ces tôles réduisent les pertes par courants de Foucault qui se produisent sur l’enroulement du transformateur. Le rotor à pôles saillants est principalement utilisé pour la conception des moteurs à moyenne et basse vitesse. Pour obtenir la vitesse élevée, le rotor cylindrique est utilisé dans le moteur.

Fonctionnement du moteur synchrone

Le stator et le rotor sont les deux parties principales du moteur synchrone. Le stator est la partie fixe, et le rotor est la partie tournante de la machine. L’alimentation en courant alternatif triphasé est donnée au stator du moteur.

Le stator et le rotor sont tous deux excités séparément. L’excitation est le processus d’induction du champ magnétique sur les parties du moteur à l’aide d’un courant électrique.

Lorsque l’alimentation triphasée est donnée au stator, le champ magnétique tournant développé entre l’entrefer du stator et du rotor. Le champ ayant des polarités mobiles est connu comme le champ magnétique rotatif. Le champ magnétique tournant ne se développe que dans le système polyphasé. En raison du champ magnétique tournant, les pôles nord et sud se développent sur le stator.

Le rotor est excité par l’alimentation en courant continu. L’alimentation en courant continu induit les pôles nord et sud sur le rotor. Comme l’alimentation en courant continu reste constante, le flux induit sur le rotor reste le même. Ainsi, le flux a une polarité fixe. Le pôle nord se développe sur une extrémité du rotor, et le pôle sud se développe sur une autre extrémité.

Le courant alternatif est sinusoïdal. La polarité de l’onde change à chaque demi-cycle, c’est-à-dire que l’onde reste positive dans le premier demi-cycle et devient négative dans le second demi-cycle. Le demi-cycle positif et négatif de l’onde développe respectivement les pôles nord et sud sur le stator.

Lorsque le rotor et le stator ont tous deux le même pôle du même côté, ils se repoussent. S’ils ont des pôles opposés, ils s’attirent. Ceci peut être facilement compris à l’aide de la figure ci-dessous :Le rotor s’attire vers le pôle du stator pour le premier demi-cycle de l’alimentation et se repousse pour le second demi-cycle. Ainsi, le rotor devient pulsé seulement à un endroit. C’est la raison pour laquelle le moteur synchrone n’est pas auto-démarrant.

Le moteur d’entraînement est utilisé pour faire tourner le moteur. Le moteur principal fait tourner le rotor à sa vitesse synchrone. La vitesse synchrone est la vitesse constante de la machine dont la valeur dépend de la fréquence et des nombres de pôles de la machine.

Lorsque le rotor commence à tourner à sa vitesse synchrone, le moteur d’entraînement est déconnecté du moteur. Et l’alimentation en courant continu est fournie au rotor grâce à laquelle le pôle nord et le pôle sud se développent à leurs extrémités

Les pôles nord et sud du rotor et du stator s’emboîtent l’un dans l’autre. Ainsi, le rotor commence à tourner à la vitesse du champ magnétique tournant. Et le moteur fonctionne à une vitesse synchrone. La vitesse du moteur ne peut être modifiée qu’en changeant la fréquence de l’alimentation.

Principales caractéristiques du moteur synchrone

• La vitesse du moteur synchrone est indépendante de la charge, c’est-à-dire que la variation de la charge n’affecte pas la vitesse du moteur.
• Le moteur synchrone n’est pas auto-démarreur. Le moteur principal est utilisé pour faire tourner le moteur à sa vitesse synchrone.
• Le moteur synchrone fonctionne aussi bien pour le facteur de puissance avant que pour le facteur de puissance arrière.

Le moteur synchrone peut également être démarré à l’aide des enroulements de l’amortisseur.