Machine asynchrone triphasée

Résumé du document

Ce document est un cours complet sur la machine asynchrone triphasée. Il débute par le principe de celle-ci : fonctionnements moteur et génératrice. On étudie ensuite sa constitution : stator, rotor. On s'intéresse ensuite au moteur asynchrone en régime permanent : pertes et puissances, pertes fer, pertes Joule au rotor, rendement, caractéristique mécanique. Enfin, on détaille le modèle électrique simplifié : fonctionnement à vide, fonctionnement en charge, modèle du moteur et exploitation du modèle.

Extraits

[...] ` e e 2 La quence des courants rotoriques est proportionnelle au glissement : f = g f . e 1 Plus Machine Asynchrone triphas´ e e 11 Tem Tem,m cage bobiné 0 gm 1 g On montre que le couple est maximal pour le glissement g m = R/X f et s'´ crit donc e 3p V 2 e Tem,m = ω 2X f On voit donc en particulier que Tem,m est proportionnel au carr´ du rapport V / f Variation de vitesse des moteurs asynchrones X f Ainsi Tem . [...]

[...] En fait, l'ensemble la courbe Tem se e e ` e translate en bloc comme on peut le voir sur la figure suivante. Machine Asynchrone triphas´ e e 12 Tem V/f = cte f 0.75 f 0.5 f 0.25 f ns 0.50 ns 0.75 ns ns=f/p n Ce seau de caract´ ristiques parall` les n'est pas sans rappeler celui que l'on obe e e tient en agissant sur la tension d'induit du moteur a courant continu a excitation ` ` par´ e. [...]

[...] e 4 Mod` le electrique simplifi´ e e On raisonne sur une machine a rotor bobin´ et poss´ dant pour simplifier 1 ` e e seule paire de pˆ le. On applique aux bornes des enroulements statoriques un o syst` me triphas´ equilibr´ de tensions sinuso¨dales : e e ı v1 = V sin(ωt) v2 = V sin(ωt 2π/3) v3 = V 2 sin(ωt + 2π/3) ` 4.1 Fonctionnement a vide A vide (Tr = le rotor tourne pratiquement a la vitesse de synchronisme. [...]

[...] o e e 2.2 Rotor Le rotor, egalement construit sur une armature de tˆ les ferromagn´ tique, peut o e etre ˆ bobin´ enroulements coupl´ s en etoile) ; e e a cage (barres conductrices unies a leurs extr´ mit´ s par des anneaux) ` e ` e e Machine Asynchrone triphas´ e e 4 Dans les 2 cas, l'onde de champ magn´ tique dˆ e aux courants rotoriques sente e u e le mˆ me nombre de paires de pˆ les que l'onde de champ magn´ tique dˆ e aux e o e u courants statoriques Le moteur asynchrone en gime permanent e Le moteur absorbe une puissance active Pa Pa = 3U I cos ϕ U etant la tension entre 2 phases, I le courant en ligne et cos ϕ le facteur de puissance du moteur. Une partie de cette puissance est dissip´ e en pertes Joule p JS au stator et en e pertes fer p f S au stator. Le reste Ptr traverse l'entrefer. e Une partie de Ptr est dissip´ e en pertes Joule pJR et en pertes fer p f R . [...]

[...] Ainsi, puisqu'on suppose que toutes les lignes de champ issu du e e stator traverse le rotor, chacune des N2 spires dont est constitu´ chaque enroulee ment rotorique est travers´ par le mˆ me flux φ auquel il faut ajouter un flux de e e fuite (lignes de champ issues du rotor ne traversant pas le stator) que l'on suppose proportionnel au courant rotorique : φ f = l2 i l2 etant l'inductance de fuite rotorique. Les tensions induites dans les enroulements rotoriques s'´ crivent alors e v2 = d(N2 φ + φ f ) dφ di di = l2 = e2 l2 dt dt dt dt Comme le flux varie a la pulsation gω dans le rentiel le rotor est immobile, ` ee u les fem e2 = dφ/dt et les courants rotorique i ont pour pulsation gω. [...]