chapitre4

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portant un enroulem dune machine synch constitue l’inducteur Rotor: c’est Farmatur tôle encoché chapitre4 Premium By NahiI-Saidani (beapanq ag, 2015 | 20 pages Chapitre 4 MACHINES ASYNCHRONES TRIPHASES (Machines à induction) I- CONSTRUCTION ET PRINCIPE -1 Construction d’une machine asynchrone Une machine asynchrone, ou encore appelée machine ? induction, est constituée de deux armatures : D Stator: on l’appelle aussi primaire ; c’est un anneau en tôle encoché à l’intérieur et S. p View next page la , sé) identique à celui 0 ‘est un anneau en de l’extérieur et portant un enroulement triphasé (ou polyphasé) n court-circuit, il constitue l’induit de la machine. On distingue deux types de rotor : – rotor bobiné: enroulement triphasé dont les extrémités arrivent sur des bagues solidaires du rotor reliées à la plaque à bornes via des balais. – rotor à « cage d’écureuil »: barres conductrices logées dans les encoches à la périphérie du rotor court-circuitées aux extrémités par deux anneaux conducteurs. anneau tournant à une vitesse Q.

Son enroulement triphasé 2p polaires vole défiler les p paires de pôles du champ tournant à la vitesse relative nr = -Q. ce qui va induire dans les enroulements du rotor des f. . m de pulsation wr

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= s — Q) ; ces conducteurs étant fermés sur des impédances ou en court-circuit seront alors parcourus par des courants de même pulsation wr. Les enroulements rotoriques parcourus par des courants dans un champ magnétique sont soumis à un couple électromagnétique qui, d’après la loi de Lenz, tend à réduire la cause qui lui a donné naissance i. e. ‘écart entre Qs et Q, ainsi il doit • entraîner le rotor à la poursuite du champ tournant et augmenter Q si Qs Q ; la machine fonctionne en moteur. • freiner le rotor et réduire Q si Qs < Q ; la machine fonctionne en génératrice synchrone. REMARQUE: si Qs = Q pas de courants induits au rotor, donc, pas de couple. La machine ne peut développer de couple qu'en dehors du synchronisme, on parle donc de la machine -3 Glissement On définit le glissement de la machine asynchrone par : Ns • g < O Q > Qs fonctionnement en génératrice asynchrone. ?? g = O Qs = Q correspond au fonctionnement au synchronisme (couple nul). 20 l’énergie continue à venir du réseau. Pour obtenir ce type de fonctionnement, in suffit d’intervertir deux phases du stator (pour changer le sens de Qs) Il- EQUATIONS DE FONCTIONNEMENT / SCHEMAS EQUIVALENTS 1-1 Introduction On suppose les bobines rotoriques en circuit ouvert et le rotor fixe. Lorsqu’on alimente le stator, un flux variable engendré par les courants statoriques traverse chacun des bobinages rotoriques : il y a couplage magnétique entre les enroulements.

On peut donc définir un coefficient d’inductance mutuelle entre le bobinage 1 du stator et chaque bobinage du rotor. Ainsi, on aura ml = rn. cos(a) si pel où m représente la valeur maximum de ml obtenue quand les bobinages 1 stator et rotor sont en regard (a = O) De la même façon, on aura m2 = m. cos(a+2TT/3) et m3 = m. os(a+41T/3). On récupérera donc aux bornes de chaque enroulement secondaire une tension variable de pulsation ws lorsque le rotor est fixe et dont la valeur efficace dépend du décalage entre les bobinages.

FST Tanger / Dépt Génie Electrique 31 M. EL MRABET Machine asynchrone une machine asynchrone est équivalente à un transformateur ? champ tournant dont court-circuit et à l’arrêt : Rotor à l’arrêt -4 g = 1 transformateur en court-circuit V2 0=-jn2WQ2-r212 2 =cp+vlf V2 cp + v2f les flux de fuites circulent essentiellement dans l’air, donc : tplf=ll il 12 i2 on obtient en sinusoïdale . 202=n20+1212 rv=jn 1 WII 10–jn2wO-r212-j12u12 Si on appelle El et E2 les f. e. m induites dans les enroulements primaire et secondaire : – Jn1w101 et E 2-— – jn2W2Q2 En tenant compte du facte 4 20 e et on note : Le rapport de transformation de la machine vaut donc : E2/E1 – -g 32 Les équations de la machine s’écrivent .

O = E 2 -r2 2 – jl 2 gul 2 où les amplitudes complexes sont à la fréquence gf et l’amplitude de E2 est proportionnelle à g. en divisant par g, on obtient : au primaire : V1 = jnlw QI + rl -El +NII Donc les équations électriques de la machine s’écrivent • V1 = jn1wcD+ rl IO = jn uJQ+r21+jI WI g 20 _E+r21+jl s 0 enroulements primaire et secondaire. 33 Schéma équivalent (par phase) ramené au stator. 12 Ill. ‘ ri Lf ‘ 22 ; 2’ —ml 2. 0 2-3r2 122 1-g2 -g)Pt 111-1-4 Puissance utile: Pu = Pm -Pertes mécaniques Conclusion On peut résumer le bilan de puissances d’un moteur asynchrone dans le diagramme suivant pjs 3r1112 -3/2 Rab 112 pa = v1 = 3 UI coso PjR r2122 = pu Pertes méca = (Cu + Cpertes) n Pt = cem ns pt : puis transmise Cem : couple électromagnétique PferS pferR O 111-2 Couples 111-2-1 Couple électromagnéti ue onstate que Cem Max ne dépend pas de r2 mais que g MAX est proportionnel à r2 Ainsi la courbe C2 donne une représentation pour une résistance rotorique plus élevée. Ceci n’a évidemment pas de sens pour une machine à cage.

Par contre, on peut choisir la forme globale de la courbe de couple en jouant sur la forme des encoches de la cage (moteur simple cage, double cage, etc… ). 36 111-2-2 Caractéristique Couple – Vitesse: Il s’agit de la même courbe que précédemment, mais on remplace la variable g par la variable Q = QS(1-g). Cem CeMax CCHARGE Le couple électromagnétique s’annule pour Q QS. Le fonctionnement moteur correspond à Q QS et le fonctionnement générateur à Q ns. Considérons le cas d’une charge demandant un couple constant (par exemple levage avec un treuil).

La caractéristique du moteur coupe en 2 points la caractéristique de la charge : Ml et M2. A partir de M2, une légère augmentation du couple résistant entraînera ponctuellement une légèr e vitesse de rotation. Il en Tanger / Dépt Génie Electrique 37 IV- DIAGRAMME DE CERCLE IV-I diagramme vectoriel des intensités Pour faciliter la recherche de l’allure du diagramme vectoriel des intensités, on se place ous les hypothèses simplificatrices suivantes : – la chute de tension aux bornes de l’impédance de fuites d’un enroulement primaire est négligeable devant la tension d’alimentation. les pertes ferromagnétiques sont négligeables (110 est en quadrature arrière sur V1 ) Donc le schéma, d’une phase de la machine, ramené au stator se réduit à . V1 d’admittance est analogue à celui des courants. pm (gem) En tenant compte du courant magnétisant IO et prenant V1 suivant l’axe des ordonnées, on obtient pour lieu du courant Il (courant absorbé par un enroulement statorique) . Il 110+11 ‘ c 0 0