Qu'est-ce que la vitesse de synchronisme ?
La vitesse de synchronisme correspond à la vitesse de rotation du champ magnétique tournant créé par les enroulements du stator d'une machine à courant alternatif : moteur asynchrone, moteur synchrone ou alternateur. C'est la vitesse théorique à laquelle le champ tourne, et elle sert de référence pour la vitesse réelle du rotor. Dans un moteur asynchrone, le rotor tourne toujours légèrement moins vite que la vitesse de synchronisme : cet écart porte le nom de glissement.
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez la fréquence d'alimentation en hertz (Hz) — généralement 50 Hz en Europe, en Asie et en Afrique, contre 60 Hz en Amérique du Nord — ainsi que le nombre de pôles magnétiques de la machine (toujours un nombre pair : 2, 4, 6, 8, etc.). Le calculateur affiche alors la vitesse de synchronisme en tours par minute (tr/min) et en tours par seconde.
La formule expliquée
L'équation de référence est $$N_s = \frac{120 \times f}{P}$$, où \(N_s\) désigne la vitesse de synchronisme en tr/min, \(f\) la fréquence d'alimentation en Hz et \(P\) le nombre total de pôles. Le facteur 120 permet de convertir la fréquence électrique exprimée par seconde en tours mécaniques par minute, tout en tenant compte des paires de pôles (120 = 60 secondes/minute × 2 pôles/paire de pôles).
Exemple concret
Prenons un moteur asynchrone à 4 pôles raccordé à une alimentation de 60 Hz. $$N_s = \frac{120 \times 60}{4} = \frac{7200}{4} = 1800 \text{ tr/min}$$ En tours par seconde, cela donne \(1800 / 60 = 30\) tr/s. En charge, le rotor réel pourrait tourner autour de 1750 tr/min, soit un glissement d'environ 2,8 %.
FAQ
Pourquoi le nombre de pôles doit-il être pair ? Les pôles magnétiques vont toujours par paires nord-sud, si bien que le nombre total de pôles est forcément pair.
Le rotor tourne-t-il à la vitesse de synchronisme ? Oui, c'est le cas d'un moteur synchrone, par conception. Un moteur asynchrone, lui, tourne légèrement en dessous, car le couple n'est produit que s'il existe un mouvement relatif (le glissement) entre le champ et le rotor.
Qu'est-ce qui change avec une alimentation à 50 Hz ? Le même moteur à 4 pôles alimenté en 50 Hz donne $$N_s = \frac{120 \times 50}{4} = 1500 \text{ tr/min}$$ C'est pour cette raison que les machines en 50 Hz tournent plus lentement que celles en 60 Hz à nombre de pôles égal — un point important en Europe, où le réseau est en 50 Hz.
