SlideShare une entreprise Scribd logo
Conseil et formation
en ingénierie électrique
Machines tournantes et variation de vitesse
2
Plan de la présentation
Motorisation
Commande des machines
Machine à courant continu
Machine à courant variable
Principe de fonctionnement des
moteurs électriques
- Uniquement machine asynchrone
Conversion alternatif/alternatif
Conversion alternatif/continu
- démarreur statique
- convertisseur de fréquence
Mise en œuvre des machines
3
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
magnétisation des machines
Une vision simple mais efficace de la machine tournante
N
S
N
S
Dipôle magnétique N°1 avec
possibilité de rotation autour
d'un axe fixe 
Dipôle magnétique N°2 en
rotation autour du même axe
fixe 
Modèle
électromécanique
de toutes les
machines
tournantes
Magnétisation principale
(mais pas nécessairement
tournante) de la machine
Lié à l'arbre sur lequel il y a
production de couple
N
N
S
S

4
Magnétisation principale tournante :
machines synchrones et asynchrones
Machine synchrone : le
dipôle magnétique tournant
est réalisé à l'aide d'un
circuit électrique tournant et
parcouru par du courant
continu
Machine asynchrone : le dipôle
magnétique tournant est réalisé à l'aide
d'un circuit électrique triphasé fixe et
parcouru par la production de courants
alternatifs sinusoïdaux déphasés de 2/3
dans chaque phase
La roue polaire ou
inducteur tournant
Le stator triphasé
de la machine
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
magnétisation des machines
5
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
magnétisation des machines
Magnétisation principale fixe :
machines à courant continu
Machine à courant continu : le dipôle magnétique
fixe est réalisé à l'aide d'un circuit électrique fixe
et parcouru par du courant continu ou grâce à un
aimant permanent
N
N
S
S
Etat magnétique permanent de la
MCC grâce à l'inversion
électromécanique collecteur-balais
6
Résumé de la vision simple :
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
magnétisation des machines
machines synchrones
et asynchrones
N
N
S
S
Les deux aimants "fictifs"
sont en rotation
machines à courant
continu
N
N
S
S
Les deux aimants "fictifs"
sont fixes
Dans tous les cas une seule partie mécanique en mouvement :
le rotor
7
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
magnétisation des machines
Modèle adapté à la magnétisation des machines tournantes
Une phase
statorique de MAS
Roue polaire
lisse de MS
Inducteur de MCC
N
S
N
S
N
S
entrefer
8
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
magnétisation des machines
Contraintes sur les bobinages magnétisants
Pour toutes les machines, le choix de bobinage magnétisant va fortement influencer
les principaux paramètres de fonctionnement
Dans tous les cas la définition du nombre de paires de pôles (p) conditionne la
vitesse de rotation nominale de la machine : en effet, la variation de flux,
génératrice de FEM dans les conducteurs actifs, est d'autant plus fréquente, pour une
géométrie donnée que p est élevé
La loi de Lentz (1), intégrée sur l'espace et le temps donne pour
toutes les machines la valeur de la FEM (E en Volts) qui
intervient dans le schéma électrique équivalent
(1)
)
(
dt
t
e




MAS et MS MCC

 .
).
.
.
.
2
.(
.
22
,
2 f
m
q
p
K
E
pôle
un
sous
efficace
flux
on
alimentati
d'
fréquence
f
faisceau
un
dans
s
conducteur
de
nombre
m
encoches
d'
ou
faisceaux
de
nombre
q
pôles
de
paires
de
nombre
p
encoches
des
on
distributi
la
à
lié
t
coefficien

K


 .
.
.
2
.
2
n
N
E
a
p
pôle
un
sous
flux
(rd/s)
rotation
de
n vitessse
s
conducteur
de
nombre
total
N
t
enroulemen
d'
voies
de
nombre
a
pôles
de
paires
de
nombre
p

9
Si qm définit le mouvement relatif des conducteurs magnétisants devant
les conducteurs actifs, on peut définir, dans l'étude mathématique de
toutes les machines qe = p.qm qui ramène l'étude d'une machine p-polaire
(2p pôles) à une machine dipolaire; électriquement, la machine p-polaire
voit mécaniquement p magnétisations dipolaires
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
magnétisation des machines
qm = qe/p donne par dérivation par rapport au temps la
relation fondamentale des machines synchrones et
asynchrones (1) :
n = f/p (1)
10
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
Production du couple
Une fois la magnétisation de l'entrefer de la machine réalisée, on obtient
la production de couple (moteur ou résistant) en plaçant des conducteurs
actifs (dipôle ou 2p-pôles magnétiques N°2) dans cet entrefer
Remarque fondamentale : ces conducteurs actifs se comportant également
comme des aimants, ils modifient l'état magnétique d'origine (réaction
magnétique d'induit); développer les conséquences dues à ces à ces
modifications demanderait une approche plus détaillée du sujet
De même que pour la magnétisation, même si dans le principe la
production de couple est identique pour toutes les machines, il est
nécessaire de les aborder chacune séparément pour bien en comprendre
le mécanisme
11
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
Production du couple MCC
Les conducteurs rotoriques (induit) sont électriquement reliés par
l'intermédiaire du collecteur et des balais soit à une alimentation
continue (fonctionnement en moteur) soit à la charge électrique à
alimenter (fonctionnement en générateur)
Dans le fonctionnement en moteur, ils sont donc parcourus par un
courant fourni par l'alimentation et font du rotor un dipôle
magnétique (placé dans le champ magnétique inducteur
principal) et qui va produire du couple
Dans le fonctionnement en génératrice, ils sont entraînés par une
machine d'entraînement et sont alors le siège de courants induits
12
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
Production du couple MCC
MCC, moteur ou générateur


 .
.
.
2
.
2
n
N
E
a
p
pôle
un
sous
flux
(rd/s)
rotation
de
n vitessse
s
conducteur
de
nombre
total
N
t
enroulemen
d'
voies
de
nombre
a
pôles
de
paires
de
nombre
p

Dans les deux cas, le fonctionnement de la machine et les caractéristiques
du couple sont régis, en régime permanent par les 4 équations
Pméca = Pélec
Et le bilan de puissance
E
I
r
I
r
E
U



.
nt
généraleme
et
induit
d'
résistance
r
induit
d'
courant
I
induit,
l'
de
bornes
aux
tension
U
.
(2)
Pméca = T.n (3)
Pélec = U.I (4)
(1)
Soit E = k.n
13
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
Production du couple MCC
en régime dynamique
Schéma équivalent
i(t)
R i(t) L di/dt E
u(t)
u = R i + L di/dt + E
Résistance d'induit
Inductance d'induit
FEM
14
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
Production du couple MCC
Les équations précédentes conduisent aux résultats
fondamentaux de la MCC
T = k.I
T = k/r(U-k.n)
E = k.n
Pilotage de la vitesse par la tension aux bornes de l'induit
Pilotage du couple par le courant dans l'induit
Soit le réseau de caractéristiques
couple-vitesse à courant magnétisant
donné et pour différentes tensions
d'induit
0 1000 2000
0
50
100
Vitesse (tr/mn)
Couple
(N.m)
T( )
,
200 n
T( )
,
150 n
T( )
,
100 n
T( )
,
50 n
n
15
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
Production du couple MAS
Les conducteurs rotoriques (barres d'aluminium coulées dans la
carcasse métalliques du rotor ou rotor bobiné avec bobinage identique à
celui d'un stator) voient à la mise sous tension de la machine une
variation de champ magnétique (le champ tourne / au rotor qui est
encore à l'arrêt) .
Dans le fonctionnement en générateur, il faut entraîner le rotor à une
vitesse supérieure à celle du synchronisme
Elles sont donc le siège de courants induits qui d'après la loi de Lentz
s'opposent par leurs effets à la cause qui leur a donné naissance. Le rotor entre
donc en rotation pour "rattraper" le champ tournant. Il y a bien eu production
de couple (fonctionnement en moteur).
Tant qu'il y a écart entre les 2 vitesses de rotation, le phénomène
précédent se poursuit jusqu'à atteindre le point de fonctionnement
mécanique (W où Tm = Tr) et W < Ws
16
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
Production du couple MAS
Schéma équivalent pour une phase, en régime triphasé équilibré
R1 L1 L2
R2
R2.(1-g)/g
Lm Rf
V1(t)
Résistance statorique
Inductance de
fuites statorique
Inductance
magnétisante Pertes fer
Inductance de
fuites rotorique
Résistance rotorique
Puissance électrique active
transmise au rotor fournissant
la puissance mécanique sur
l'arbre
17
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
Production du couple MAS
On montre, en utilisant des considérations de conservation énergétiques
électro-mécaniques du stator vers le rotor qui prennent en compte les pertes
dans la machine , que la caractéristique quasi-statique couple vitesse à
l'allure suivante :
1000 0 1000 2000 3000 4000
50
0
50
Vitesse (tr/mn)
Couple
(Nm)
T = f(W)
Couple fonction de la vitesse
2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 2
50
0
50
Glissement
Couple
(Nm)
T = f(g)
Couple fonction du glissement
W<0 ou g>1;
T>0
fonctionnement
en frein
0W< Ws ou 0<g<1;
T>0
fonctionnement en
moteur
W> Ws ou g<0;
T<0
fonctionnement en
génératrice
Point de fonctionnement nominal
18
Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes
Production du couple MAS
Corollaires électriques : contrairement à l'idée reçue,
le courant efficace absorbé par chacune des phases de
la machine n'est pas directement proportionnel au
couple fourni
W<0 ou g>1;
T>0
fonctionnement
en frein
0W< Ws ou 0<g<1;
T>0
fonctionnement en
moteur
W> Ws ou g<0;
T<0
fonctionnement en
génératrice
2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 2
0
5
10
15
20
Glissement
Courant
Ieff = f(g)
Courant efficace fonction du glissement
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
60
40
20
0
20
40
Courant
Couple
T = f(Ieff)
Couple fonction du courant efficace
19
Contrôle des machines
MCC
Fonctionnement naturel :
La variation de vitesse est obtenue par variation de tension
d'induit au moyen d'une source de tension d'induit autonome
soit par source de tension d'induit fixe : par exemple auto-
transformateur et pont redresseur à diodes
soit par source de tension d'induit tournante : groupe Ward-Léonard;
une machine asynchrone entraîne une génératrice à courant continu qui
alimente l'induit de la MCC (coûteux car 3 machines mais souplesse
d'utilisation)
L'action sur l'excitation permet les inversions de sens de rotation ou encore
peut assurer certains modes de freinage
20
Contrôle des machines par variateur
MCC, conversion alternatif/continu
Fonctionnement commandé 2 possibilités :
1/ Redressement commandé par pont tout thyristor ou pont mixte (forte puissance)
+
-
e1
+
-
+
-
e2
+
-
+
-
e3
+
-
+
-
iK1
iK4
vK1
vK4
iK6
iK3
vK6
vK3
iK2
iK5
vK2
vK5
ie1
ie2
ie3
vI
I0
vI ie1
0  / 3 2  / 3  4  / 3 5  / 3 2  7  / 3 8  / 3 3  1 0  / 3 1 1  / 3 4 
0
iK3
iK2
vK3
vK2
iK1
vK1
iK4
vK4
E
+
-
+
- +
-
I
iE
vI
I
21
Contrôle des machines par variateur
MCC, conversion alternatif/continu
+
-
I
e1
+
-
+
-
e2
+
-
+
-
e3
+
-
+
-
vI
I
ie1
ie2
ie3
iK'1
iK'4
vK'1
vK'4
iK'6
iK'3
vK'6
vK'3
iK'2
iK'5
vK'2
vK'5
iK1
iK4
vK1
vK4
iK6
iK3
vK6
vK3
iK2
iK5
vK2
vK5
Pont n°1 Pont n°2
Possibilité de fonctionnement dans
les 4 quadrants électro-mécaniques
U, n
I, T
Moteur
Moteur
Générateur
Générateur
22
Contrôle des machines par variateur
MCC, conversion alternatif/continu
2/ Redressement non commandé par pont à diode + hacheur (faible puissance)
a
b
U
iU
iI
E
vK1
vK2
iK1
iK2
L R
vI
La source de tension est assurée
par un redresseur à diodes
Fonctionnement de principe sur
hacheur dévolteur
K1 K2 K1
t
0
K2
vc
E
Ec
T
T
t
0
ic
IcMAX
IcMIN
K1 K2 K1
t
0
K2
vc
E
Ec
T
T
t
ic
IcMAX
0
T '
Evolution des différentes grandeurs en conduction continue et discontinue
Ici aussi possibilité, de fonctionnement dans les 4 quadrants
23
Contrôle des machines
MAS
Fonctionnement naturel
Le fonctionnement naturel de la MAS correspond à son couplage
direct sur le réseau mais il est souvent utile de prévoir des
procédures de démarrage pour limiter les courants d'appel au cours
de cette phase
Les plus usuels sont :
Démarrage étoile triangle :les enroulements statoriques sont dans un
premier temps placés sous tension simple puis, dans un second temps,
grâce un système approprié de contacteurs, placés sous tensions composées
1 0.8 0.6 0.4 0.2 10
17
0
50
100
150
Glissement
Couple
(Nm)
1 0.8 0.6 0.4 0.2 1017
0
10
20
30
40
Glissement
Courant
T(g) I(g)
Moteurs à cage
24
Contrôle des machines
MAS
Démarrage avec résistances statoriques
Démarrage en utilisant l'effet pelliculaire sur des cages à
encoches profondes ou à double cage
Moteurs à rotor bobiné :
Les 3 phases rotoriques sont couplées à des résistances qui
sont progressivement éliminées au cours du démarrage
Fonctionnement naturel
25
Contrôle des machines par démarreur électronique
MAS, conversion alternatif/alternatif
Fonctionnement commandé
Pour le démarrage : solution économique par gradateur à
angle de phase triphasé
TH1
TH’1
TH2
TH’2
TH1
TH’3
UTr1
UTr2
UTr3
V1 UTr1
V2
V3
O
VR1
VR2
VR3
N
I1
I2
I3
Schéma structurel
Phase 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
VR1
i
qi
Phase 2
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
VR2
i
qi
Phase 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
VR3
i
qi
Ondes de tension
26
Contrôle des machines par variateur
MAS , conversion alternatif/alternatif
Fonctionnement commandé
Commande par variateur : pont redresseur à diodes ou thyristors
+ onduleur à modulation de largueur d'impulsion à IGBT
Le commutateur, selon la logique de contrôle et de commande
qui lui est associé peut fonctionner selon deux modes :
• U/f constant
• Contrôle vectoriel de flux
 SCHEMA DE PRINCIPE (sans selfs)
C
e1
e2
e3
M
iI Is
27
Contrôle des machines
MAS , conversion alternatif/alternatif
U/f constant : ce mode de fonctionnement utilise les résultats exposés
dans le document 1 : à excitation constante (U/f = cte), les
caractéristiques de la machine se translatent les unes par rapport aux
autres
Fonctionnement commandé
2000 1000 0 1000 2000 3000 4000 5000
50
0
50
Tm
,
1 g1
Tm
,
2 g1
Tm
,
3 g1
Tm
,
4 g1
Tm
,
5 g1
,
,
,
,
W ,
1 g1 W ,
2 g1 W ,
3 g1 W ,
4 g1 W ,
5 g1
Ce contrôle se fait soit en boucle ouverte (peu précis), soit avec un
retour vitesse qui permet l'asservissement
28
Contrôle des machines
MAS , conversion alternatif/alternatif
Contrôle vectoriel de flux : un calculateur assure en temps réel la
séparation du courant magnétisant et du courant actif nécessaires pour
commander la machine en vitesse ou en couple et génère la commande
MLI adaptée
Fonctionnement commandé
Les transistors IGBT du pont onduleur sont alors commandés pour
fournir à la machine les ondes de tension qui conviennent pour
correspondre à la consigne
Forme d'onde
MLI
Analyse
spectrale
29
Conséquences CEM basses fréquences sur les distributions
électriques lors de la mise en œuvre de variateurs de vitesse
Communes à la MCC et à la MAS
Dans les deux cas, conséquences CEM de la présence de l’étage redresseur
assurant la conversion alternatif- continu : Génération de courants
harmoniques basse fréquences (multiples du 50 Hz) sur la distribution
0
50
100
150
200
250
300
350
Spectre V1 Spectre V2 Spectre V3
Volts
0 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 11
12 13
14 15
16 17
18 19
20 21
0
50
100
150
200
250
300
Spectre I1 Spectre I2 Spectre I3
Ampères
0 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 11
12 13
14 15
16 17
18 19
20 21
Formes d ’ondes et analyses spectrales tension-courant en amont d ’un
variateur de vitesse continu
30
Conséquences CEM basses fréquences sur les distributions
électriques lors de la mise en œuvre de variateurs de vitesse
Communes à la MCC et à la MAS
Formes d ’ondes et analyses spectrales tension-courant en amont d ’un
variateur de vitesse asynchrone
31
Conséquences CEM moyennes fréquences sur les distributions
électriques lors de la mise en œuvre de variateurs de vitesse
Propres à la MAS
Du fait de la fréquence de découpage élevée (entre 5 et 15 kHz) nécessaire pour
fabriquer les ondes MLI en aval des variateurs, les ondes de courant remontant
vers l’amont de la distribution présentent des composantes spectrales sur cette
fréquence et ses harmoniques radio-fréquence (100 à 400 kHz)
0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
30
20
10
0
10
20
30
21.708
22.292

I1i
0.045
5
 10
3

´ T1i
0 5000 1 .10
4
1.5 .10
4
2 .10
4
2.5 .10
4
0
2
4
6
8
6.744
6.078 10
4

´
SpectreIj
2.5 10
4
´
0 Fj
32
0 5000 1 .10
4
1.5 .10
4
2 .10
4
2.5 .10
4
0
2
4
6
8
6.138
4.141 10
4

´
SpectreI3j
2.5 10
4
´
0 Fj
0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
30
20
10
0
10
20
18.499
20.301

I2i
0.045
5
 10
3

´ T1i
j 0 2047
..
:
Ij I1j
: I3j I2j
:
Fj j
fe
2048

:
1.5 .10
4
1.6 .10
4
1.7 .10
4
1.8 .10
4
1.9 .10
4
2 .10
4
2.1 .10
4
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.515
0.03
SpectreIj
SpectreI3j
2.11 10
4
´
1.43 10
4
´ Fj
Conséquences CEM moyennes fréquences sur les distributions
électriques lors de la mise en œuvre de variateurs de vitesse
Propres à la MAS
Solution : mise en œuvre de filtres RFI
33
34
35
36

Contenu connexe

Similaire à 1167859.ppt

A. Attou Commande scalaire MAS
A. Attou  Commande scalaire MASA. Attou  Commande scalaire MAS
A. Attou Commande scalaire MAS
Attou
 
Chapitre 3 mli mcc
Chapitre 3 mli mccChapitre 3 mli mcc
Chapitre 3 mli mcc
OUAJJI Hassan
 
Ch1 machine a courant continu
Ch1 machine a courant continuCh1 machine a courant continu
Ch1 machine a courant continu
MOUHSSINE BEN HAMMOU
 
[C elm][co]conversion electromecanique
[C elm][co]conversion electromecanique[C elm][co]conversion electromecanique
[C elm][co]conversion electromecanique
hassendvd
 
Alternateur 2002
Alternateur 2002Alternateur 2002
Alternateur 2002
mehdimd
 
Matlab simulink partie 2
Matlab simulink partie 2Matlab simulink partie 2
Matlab simulink partie 2
babaoui mohamed
 
cm_machine_synchrone.ppt
cm_machine_synchrone.pptcm_machine_synchrone.ppt
cm_machine_synchrone.ppt
IMADABOUDRAR1
 
Machines synchrones.pdf
Machines synchrones.pdfMachines synchrones.pdf
Machines synchrones.pdf
YvanNgnie1
 
Polycopié Electronique de puissance avec Matlab Simulink.pdf
Polycopié Electronique de puissance avec Matlab Simulink.pdfPolycopié Electronique de puissance avec Matlab Simulink.pdf
Polycopié Electronique de puissance avec Matlab Simulink.pdf
YoussefOumhella
 
Poly ep
Poly epPoly ep
Poly ep
mammarkh
 
machine asynchrone.pdf
machine asynchrone.pdfmachine asynchrone.pdf
machine asynchrone.pdf
MohamedSalimBelkorch
 
Moteur asynchrone
Moteur asynchroneMoteur asynchrone
Moteur asynchrone
Mehdi Benqaida
 
Machine électrique
Machine électriqueMachine électrique
Machine électrique
lolekeshungu
 
Electronique de puissance
Electronique de puissanceElectronique de puissance
Electronique de puissancebadr zaimi
 
Variateur de vitesse electronique de puissance
Variateur de vitesse   electronique de puissanceVariateur de vitesse   electronique de puissance
Variateur de vitesse electronique de puissanceBoubakri Mohamed
 
Chapitre_5_Machine_asynchrone.pdf
Chapitre_5_Machine_asynchrone.pdfChapitre_5_Machine_asynchrone.pdf
Chapitre_5_Machine_asynchrone.pdf
ismaoui
 
ONDULEUR_SOLAIRE.pptx
ONDULEUR_SOLAIRE.pptxONDULEUR_SOLAIRE.pptx
ONDULEUR_SOLAIRE.pptx
APLOGAN
 
Moteur a courant continu
Moteur a courant continuMoteur a courant continu
Moteur a courant continuwolfori
 
MAS_Diaporama.pdf
MAS_Diaporama.pdfMAS_Diaporama.pdf
MAS_Diaporama.pdf
moh2020
 

Similaire à 1167859.ppt (20)

A. Attou Commande scalaire MAS
A. Attou  Commande scalaire MASA. Attou  Commande scalaire MAS
A. Attou Commande scalaire MAS
 
Chapitre 3 mli mcc
Chapitre 3 mli mccChapitre 3 mli mcc
Chapitre 3 mli mcc
 
Ch1 machine a courant continu
Ch1 machine a courant continuCh1 machine a courant continu
Ch1 machine a courant continu
 
[C elm][co]conversion electromecanique
[C elm][co]conversion electromecanique[C elm][co]conversion electromecanique
[C elm][co]conversion electromecanique
 
3 fr motor_data
3 fr motor_data3 fr motor_data
3 fr motor_data
 
Alternateur 2002
Alternateur 2002Alternateur 2002
Alternateur 2002
 
Matlab simulink partie 2
Matlab simulink partie 2Matlab simulink partie 2
Matlab simulink partie 2
 
cm_machine_synchrone.ppt
cm_machine_synchrone.pptcm_machine_synchrone.ppt
cm_machine_synchrone.ppt
 
Machines synchrones.pdf
Machines synchrones.pdfMachines synchrones.pdf
Machines synchrones.pdf
 
Polycopié Electronique de puissance avec Matlab Simulink.pdf
Polycopié Electronique de puissance avec Matlab Simulink.pdfPolycopié Electronique de puissance avec Matlab Simulink.pdf
Polycopié Electronique de puissance avec Matlab Simulink.pdf
 
Poly ep
Poly epPoly ep
Poly ep
 
machine asynchrone.pdf
machine asynchrone.pdfmachine asynchrone.pdf
machine asynchrone.pdf
 
Moteur asynchrone
Moteur asynchroneMoteur asynchrone
Moteur asynchrone
 
Machine électrique
Machine électriqueMachine électrique
Machine électrique
 
Electronique de puissance
Electronique de puissanceElectronique de puissance
Electronique de puissance
 
Variateur de vitesse electronique de puissance
Variateur de vitesse   electronique de puissanceVariateur de vitesse   electronique de puissance
Variateur de vitesse electronique de puissance
 
Chapitre_5_Machine_asynchrone.pdf
Chapitre_5_Machine_asynchrone.pdfChapitre_5_Machine_asynchrone.pdf
Chapitre_5_Machine_asynchrone.pdf
 
ONDULEUR_SOLAIRE.pptx
ONDULEUR_SOLAIRE.pptxONDULEUR_SOLAIRE.pptx
ONDULEUR_SOLAIRE.pptx
 
Moteur a courant continu
Moteur a courant continuMoteur a courant continu
Moteur a courant continu
 
MAS_Diaporama.pdf
MAS_Diaporama.pdfMAS_Diaporama.pdf
MAS_Diaporama.pdf
 

Plus de TarakBenslimane

Feuilletage(2).pdf
Feuilletage(2).pdfFeuilletage(2).pdf
Feuilletage(2).pdf
TarakBenslimane
 
Introduction à MATLAB et Simulink.pdf
Introduction à MATLAB et Simulink.pdfIntroduction à MATLAB et Simulink.pdf
Introduction à MATLAB et Simulink.pdf
TarakBenslimane
 
chapter-1-introduction-to-machinery-principles.pdf
chapter-1-introduction-to-machinery-principles.pdfchapter-1-introduction-to-machinery-principles.pdf
chapter-1-introduction-to-machinery-principles.pdf
TarakBenslimane
 
Introduction à MATLAB et Simulink.pdf
Introduction à MATLAB et Simulink.pdfIntroduction à MATLAB et Simulink.pdf
Introduction à MATLAB et Simulink.pdf
TarakBenslimane
 
183182.ppt
183182.ppt183182.ppt
183182.ppt
TarakBenslimane
 
10419906.ppt
10419906.ppt10419906.ppt
10419906.ppt
TarakBenslimane
 
5_Introduction_Metaheuristiques.pdf
5_Introduction_Metaheuristiques.pdf5_Introduction_Metaheuristiques.pdf
5_Introduction_Metaheuristiques.pdf
TarakBenslimane
 

Plus de TarakBenslimane (7)

Feuilletage(2).pdf
Feuilletage(2).pdfFeuilletage(2).pdf
Feuilletage(2).pdf
 
Introduction à MATLAB et Simulink.pdf
Introduction à MATLAB et Simulink.pdfIntroduction à MATLAB et Simulink.pdf
Introduction à MATLAB et Simulink.pdf
 
chapter-1-introduction-to-machinery-principles.pdf
chapter-1-introduction-to-machinery-principles.pdfchapter-1-introduction-to-machinery-principles.pdf
chapter-1-introduction-to-machinery-principles.pdf
 
Introduction à MATLAB et Simulink.pdf
Introduction à MATLAB et Simulink.pdfIntroduction à MATLAB et Simulink.pdf
Introduction à MATLAB et Simulink.pdf
 
183182.ppt
183182.ppt183182.ppt
183182.ppt
 
10419906.ppt
10419906.ppt10419906.ppt
10419906.ppt
 
5_Introduction_Metaheuristiques.pdf
5_Introduction_Metaheuristiques.pdf5_Introduction_Metaheuristiques.pdf
5_Introduction_Metaheuristiques.pdf
 

Dernier

03_UMT STAR_compromis entre résistance au parasitisme et efficience alimentai...
03_UMT STAR_compromis entre résistance au parasitisme et efficience alimentai...03_UMT STAR_compromis entre résistance au parasitisme et efficience alimentai...
03_UMT STAR_compromis entre résistance au parasitisme et efficience alimentai...
Institut de l'Elevage - Idele
 
Alternative - Complément au Tramway et 3 ème lien de la ville de Quebec (PDF)
Alternative - Complément au Tramway  et 3 ème lien de la ville de Quebec (PDF)Alternative - Complément au Tramway  et 3 ème lien de la ville de Quebec (PDF)
Alternative - Complément au Tramway et 3 ème lien de la ville de Quebec (PDF)
Daniel Bedard
 
Alternative au 3eme lien et complement au Tramway de la ville de Quebec Rev 1...
Alternative au 3eme lien et complement au Tramway de la ville de Quebec Rev 1...Alternative au 3eme lien et complement au Tramway de la ville de Quebec Rev 1...
Alternative au 3eme lien et complement au Tramway de la ville de Quebec Rev 1...
Daniel Bedard
 
05_UMT STAR_Vers une indexation de la longévité fonctionnelle en ovin lait
05_UMT STAR_Vers une indexation de la longévité fonctionnelle en ovin lait05_UMT STAR_Vers une indexation de la longévité fonctionnelle en ovin lait
05_UMT STAR_Vers une indexation de la longévité fonctionnelle en ovin lait
Institut de l'Elevage - Idele
 
QCM de révision pour la haute qualité.pdf
QCM de révision pour la haute qualité.pdfQCM de révision pour la haute qualité.pdf
QCM de révision pour la haute qualité.pdf
ffffourissou
 
04_UMT STAR_Étude de nouveaux caractères en lien avec la santé et le bien-êtr...
04_UMT STAR_Étude de nouveaux caractères en lien avec la santé et le bien-êtr...04_UMT STAR_Étude de nouveaux caractères en lien avec la santé et le bien-êtr...
04_UMT STAR_Étude de nouveaux caractères en lien avec la santé et le bien-êtr...
Institut de l'Elevage - Idele
 
S210-S-27.04-chaudiere-à-vapeur bilan thermique
S210-S-27.04-chaudiere-à-vapeur bilan thermiqueS210-S-27.04-chaudiere-à-vapeur bilan thermique
S210-S-27.04-chaudiere-à-vapeur bilan thermique
ALIIAE
 
01_UMT STAR_étude de la résilience et des compromis entre résilience et effic...
01_UMT STAR_étude de la résilience et des compromis entre résilience et effic...01_UMT STAR_étude de la résilience et des compromis entre résilience et effic...
01_UMT STAR_étude de la résilience et des compromis entre résilience et effic...
Institut de l'Elevage - Idele
 
Rénovation des prairies sans labour est-ce possible en bio.pdf
Rénovation des prairies sans labour est-ce possible en bio.pdfRénovation des prairies sans labour est-ce possible en bio.pdf
Rénovation des prairies sans labour est-ce possible en bio.pdf
idelewebmestre
 
Note Agro-climatique et prairies n°4 - Juin 2024
Note Agro-climatique et prairies n°4 - Juin 2024Note Agro-climatique et prairies n°4 - Juin 2024
Note Agro-climatique et prairies n°4 - Juin 2024
idelewebmestre
 
PROVINLAIT - Bâtiment et bien-être estival
PROVINLAIT - Bâtiment et bien-être estivalPROVINLAIT - Bâtiment et bien-être estival
PROVINLAIT - Bâtiment et bien-être estival
idelewebmestre
 
SRE - Mythes et Réalités - Voxxed 2024.pdf
SRE - Mythes et Réalités - Voxxed 2024.pdfSRE - Mythes et Réalités - Voxxed 2024.pdf
SRE - Mythes et Réalités - Voxxed 2024.pdf
Henri Gomez
 
02_UMT STAR_un nouveau biomarqueur de résilience basé sur les métabolites du ...
02_UMT STAR_un nouveau biomarqueur de résilience basé sur les métabolites du ...02_UMT STAR_un nouveau biomarqueur de résilience basé sur les métabolites du ...
02_UMT STAR_un nouveau biomarqueur de résilience basé sur les métabolites du ...
Institut de l'Elevage - Idele
 

Dernier (13)

03_UMT STAR_compromis entre résistance au parasitisme et efficience alimentai...
03_UMT STAR_compromis entre résistance au parasitisme et efficience alimentai...03_UMT STAR_compromis entre résistance au parasitisme et efficience alimentai...
03_UMT STAR_compromis entre résistance au parasitisme et efficience alimentai...
 
Alternative - Complément au Tramway et 3 ème lien de la ville de Quebec (PDF)
Alternative - Complément au Tramway  et 3 ème lien de la ville de Quebec (PDF)Alternative - Complément au Tramway  et 3 ème lien de la ville de Quebec (PDF)
Alternative - Complément au Tramway et 3 ème lien de la ville de Quebec (PDF)
 
Alternative au 3eme lien et complement au Tramway de la ville de Quebec Rev 1...
Alternative au 3eme lien et complement au Tramway de la ville de Quebec Rev 1...Alternative au 3eme lien et complement au Tramway de la ville de Quebec Rev 1...
Alternative au 3eme lien et complement au Tramway de la ville de Quebec Rev 1...
 
05_UMT STAR_Vers une indexation de la longévité fonctionnelle en ovin lait
05_UMT STAR_Vers une indexation de la longévité fonctionnelle en ovin lait05_UMT STAR_Vers une indexation de la longévité fonctionnelle en ovin lait
05_UMT STAR_Vers une indexation de la longévité fonctionnelle en ovin lait
 
QCM de révision pour la haute qualité.pdf
QCM de révision pour la haute qualité.pdfQCM de révision pour la haute qualité.pdf
QCM de révision pour la haute qualité.pdf
 
04_UMT STAR_Étude de nouveaux caractères en lien avec la santé et le bien-êtr...
04_UMT STAR_Étude de nouveaux caractères en lien avec la santé et le bien-êtr...04_UMT STAR_Étude de nouveaux caractères en lien avec la santé et le bien-êtr...
04_UMT STAR_Étude de nouveaux caractères en lien avec la santé et le bien-êtr...
 
S210-S-27.04-chaudiere-à-vapeur bilan thermique
S210-S-27.04-chaudiere-à-vapeur bilan thermiqueS210-S-27.04-chaudiere-à-vapeur bilan thermique
S210-S-27.04-chaudiere-à-vapeur bilan thermique
 
01_UMT STAR_étude de la résilience et des compromis entre résilience et effic...
01_UMT STAR_étude de la résilience et des compromis entre résilience et effic...01_UMT STAR_étude de la résilience et des compromis entre résilience et effic...
01_UMT STAR_étude de la résilience et des compromis entre résilience et effic...
 
Rénovation des prairies sans labour est-ce possible en bio.pdf
Rénovation des prairies sans labour est-ce possible en bio.pdfRénovation des prairies sans labour est-ce possible en bio.pdf
Rénovation des prairies sans labour est-ce possible en bio.pdf
 
Note Agro-climatique et prairies n°4 - Juin 2024
Note Agro-climatique et prairies n°4 - Juin 2024Note Agro-climatique et prairies n°4 - Juin 2024
Note Agro-climatique et prairies n°4 - Juin 2024
 
PROVINLAIT - Bâtiment et bien-être estival
PROVINLAIT - Bâtiment et bien-être estivalPROVINLAIT - Bâtiment et bien-être estival
PROVINLAIT - Bâtiment et bien-être estival
 
SRE - Mythes et Réalités - Voxxed 2024.pdf
SRE - Mythes et Réalités - Voxxed 2024.pdfSRE - Mythes et Réalités - Voxxed 2024.pdf
SRE - Mythes et Réalités - Voxxed 2024.pdf
 
02_UMT STAR_un nouveau biomarqueur de résilience basé sur les métabolites du ...
02_UMT STAR_un nouveau biomarqueur de résilience basé sur les métabolites du ...02_UMT STAR_un nouveau biomarqueur de résilience basé sur les métabolites du ...
02_UMT STAR_un nouveau biomarqueur de résilience basé sur les métabolites du ...
 

1167859.ppt

  • 1. Conseil et formation en ingénierie électrique Machines tournantes et variation de vitesse
  • 2. 2 Plan de la présentation Motorisation Commande des machines Machine à courant continu Machine à courant variable Principe de fonctionnement des moteurs électriques - Uniquement machine asynchrone Conversion alternatif/alternatif Conversion alternatif/continu - démarreur statique - convertisseur de fréquence Mise en œuvre des machines
  • 3. 3 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes magnétisation des machines Une vision simple mais efficace de la machine tournante N S N S Dipôle magnétique N°1 avec possibilité de rotation autour d'un axe fixe  Dipôle magnétique N°2 en rotation autour du même axe fixe  Modèle électromécanique de toutes les machines tournantes Magnétisation principale (mais pas nécessairement tournante) de la machine Lié à l'arbre sur lequel il y a production de couple N N S S 
  • 4. 4 Magnétisation principale tournante : machines synchrones et asynchrones Machine synchrone : le dipôle magnétique tournant est réalisé à l'aide d'un circuit électrique tournant et parcouru par du courant continu Machine asynchrone : le dipôle magnétique tournant est réalisé à l'aide d'un circuit électrique triphasé fixe et parcouru par la production de courants alternatifs sinusoïdaux déphasés de 2/3 dans chaque phase La roue polaire ou inducteur tournant Le stator triphasé de la machine Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes magnétisation des machines
  • 5. 5 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes magnétisation des machines Magnétisation principale fixe : machines à courant continu Machine à courant continu : le dipôle magnétique fixe est réalisé à l'aide d'un circuit électrique fixe et parcouru par du courant continu ou grâce à un aimant permanent N N S S Etat magnétique permanent de la MCC grâce à l'inversion électromécanique collecteur-balais
  • 6. 6 Résumé de la vision simple : Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes magnétisation des machines machines synchrones et asynchrones N N S S Les deux aimants "fictifs" sont en rotation machines à courant continu N N S S Les deux aimants "fictifs" sont fixes Dans tous les cas une seule partie mécanique en mouvement : le rotor
  • 7. 7 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes magnétisation des machines Modèle adapté à la magnétisation des machines tournantes Une phase statorique de MAS Roue polaire lisse de MS Inducteur de MCC N S N S N S entrefer
  • 8. 8 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes magnétisation des machines Contraintes sur les bobinages magnétisants Pour toutes les machines, le choix de bobinage magnétisant va fortement influencer les principaux paramètres de fonctionnement Dans tous les cas la définition du nombre de paires de pôles (p) conditionne la vitesse de rotation nominale de la machine : en effet, la variation de flux, génératrice de FEM dans les conducteurs actifs, est d'autant plus fréquente, pour une géométrie donnée que p est élevé La loi de Lentz (1), intégrée sur l'espace et le temps donne pour toutes les machines la valeur de la FEM (E en Volts) qui intervient dans le schéma électrique équivalent (1) ) ( dt t e     MAS et MS MCC   . ). . . . 2 .( . 22 , 2 f m q p K E pôle un sous efficace flux on alimentati d' fréquence f faisceau un dans s conducteur de nombre m encoches d' ou faisceaux de nombre q pôles de paires de nombre p encoches des on distributi la à lié t coefficien  K    . . . 2 . 2 n N E a p pôle un sous flux (rd/s) rotation de n vitessse s conducteur de nombre total N t enroulemen d' voies de nombre a pôles de paires de nombre p 
  • 9. 9 Si qm définit le mouvement relatif des conducteurs magnétisants devant les conducteurs actifs, on peut définir, dans l'étude mathématique de toutes les machines qe = p.qm qui ramène l'étude d'une machine p-polaire (2p pôles) à une machine dipolaire; électriquement, la machine p-polaire voit mécaniquement p magnétisations dipolaires Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes magnétisation des machines qm = qe/p donne par dérivation par rapport au temps la relation fondamentale des machines synchrones et asynchrones (1) : n = f/p (1)
  • 10. 10 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes Production du couple Une fois la magnétisation de l'entrefer de la machine réalisée, on obtient la production de couple (moteur ou résistant) en plaçant des conducteurs actifs (dipôle ou 2p-pôles magnétiques N°2) dans cet entrefer Remarque fondamentale : ces conducteurs actifs se comportant également comme des aimants, ils modifient l'état magnétique d'origine (réaction magnétique d'induit); développer les conséquences dues à ces à ces modifications demanderait une approche plus détaillée du sujet De même que pour la magnétisation, même si dans le principe la production de couple est identique pour toutes les machines, il est nécessaire de les aborder chacune séparément pour bien en comprendre le mécanisme
  • 11. 11 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes Production du couple MCC Les conducteurs rotoriques (induit) sont électriquement reliés par l'intermédiaire du collecteur et des balais soit à une alimentation continue (fonctionnement en moteur) soit à la charge électrique à alimenter (fonctionnement en générateur) Dans le fonctionnement en moteur, ils sont donc parcourus par un courant fourni par l'alimentation et font du rotor un dipôle magnétique (placé dans le champ magnétique inducteur principal) et qui va produire du couple Dans le fonctionnement en génératrice, ils sont entraînés par une machine d'entraînement et sont alors le siège de courants induits
  • 12. 12 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes Production du couple MCC MCC, moteur ou générateur    . . . 2 . 2 n N E a p pôle un sous flux (rd/s) rotation de n vitessse s conducteur de nombre total N t enroulemen d' voies de nombre a pôles de paires de nombre p  Dans les deux cas, le fonctionnement de la machine et les caractéristiques du couple sont régis, en régime permanent par les 4 équations Pméca = Pélec Et le bilan de puissance E I r I r E U    . nt généraleme et induit d' résistance r induit d' courant I induit, l' de bornes aux tension U . (2) Pméca = T.n (3) Pélec = U.I (4) (1) Soit E = k.n
  • 13. 13 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes Production du couple MCC en régime dynamique Schéma équivalent i(t) R i(t) L di/dt E u(t) u = R i + L di/dt + E Résistance d'induit Inductance d'induit FEM
  • 14. 14 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes Production du couple MCC Les équations précédentes conduisent aux résultats fondamentaux de la MCC T = k.I T = k/r(U-k.n) E = k.n Pilotage de la vitesse par la tension aux bornes de l'induit Pilotage du couple par le courant dans l'induit Soit le réseau de caractéristiques couple-vitesse à courant magnétisant donné et pour différentes tensions d'induit 0 1000 2000 0 50 100 Vitesse (tr/mn) Couple (N.m) T( ) , 200 n T( ) , 150 n T( ) , 100 n T( ) , 50 n n
  • 15. 15 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes Production du couple MAS Les conducteurs rotoriques (barres d'aluminium coulées dans la carcasse métalliques du rotor ou rotor bobiné avec bobinage identique à celui d'un stator) voient à la mise sous tension de la machine une variation de champ magnétique (le champ tourne / au rotor qui est encore à l'arrêt) . Dans le fonctionnement en générateur, il faut entraîner le rotor à une vitesse supérieure à celle du synchronisme Elles sont donc le siège de courants induits qui d'après la loi de Lentz s'opposent par leurs effets à la cause qui leur a donné naissance. Le rotor entre donc en rotation pour "rattraper" le champ tournant. Il y a bien eu production de couple (fonctionnement en moteur). Tant qu'il y a écart entre les 2 vitesses de rotation, le phénomène précédent se poursuit jusqu'à atteindre le point de fonctionnement mécanique (W où Tm = Tr) et W < Ws
  • 16. 16 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes Production du couple MAS Schéma équivalent pour une phase, en régime triphasé équilibré R1 L1 L2 R2 R2.(1-g)/g Lm Rf V1(t) Résistance statorique Inductance de fuites statorique Inductance magnétisante Pertes fer Inductance de fuites rotorique Résistance rotorique Puissance électrique active transmise au rotor fournissant la puissance mécanique sur l'arbre
  • 17. 17 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes Production du couple MAS On montre, en utilisant des considérations de conservation énergétiques électro-mécaniques du stator vers le rotor qui prennent en compte les pertes dans la machine , que la caractéristique quasi-statique couple vitesse à l'allure suivante : 1000 0 1000 2000 3000 4000 50 0 50 Vitesse (tr/mn) Couple (Nm) T = f(W) Couple fonction de la vitesse 2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 2 50 0 50 Glissement Couple (Nm) T = f(g) Couple fonction du glissement W<0 ou g>1; T>0 fonctionnement en frein 0W< Ws ou 0<g<1; T>0 fonctionnement en moteur W> Ws ou g<0; T<0 fonctionnement en génératrice Point de fonctionnement nominal
  • 18. 18 Principe de fonctionnement des machines électriques tournantes Production du couple MAS Corollaires électriques : contrairement à l'idée reçue, le courant efficace absorbé par chacune des phases de la machine n'est pas directement proportionnel au couple fourni W<0 ou g>1; T>0 fonctionnement en frein 0W< Ws ou 0<g<1; T>0 fonctionnement en moteur W> Ws ou g<0; T<0 fonctionnement en génératrice 2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 2 0 5 10 15 20 Glissement Courant Ieff = f(g) Courant efficace fonction du glissement 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 60 40 20 0 20 40 Courant Couple T = f(Ieff) Couple fonction du courant efficace
  • 19. 19 Contrôle des machines MCC Fonctionnement naturel : La variation de vitesse est obtenue par variation de tension d'induit au moyen d'une source de tension d'induit autonome soit par source de tension d'induit fixe : par exemple auto- transformateur et pont redresseur à diodes soit par source de tension d'induit tournante : groupe Ward-Léonard; une machine asynchrone entraîne une génératrice à courant continu qui alimente l'induit de la MCC (coûteux car 3 machines mais souplesse d'utilisation) L'action sur l'excitation permet les inversions de sens de rotation ou encore peut assurer certains modes de freinage
  • 20. 20 Contrôle des machines par variateur MCC, conversion alternatif/continu Fonctionnement commandé 2 possibilités : 1/ Redressement commandé par pont tout thyristor ou pont mixte (forte puissance) + - e1 + - + - e2 + - + - e3 + - + - iK1 iK4 vK1 vK4 iK6 iK3 vK6 vK3 iK2 iK5 vK2 vK5 ie1 ie2 ie3 vI I0 vI ie1 0  / 3 2  / 3  4  / 3 5  / 3 2  7  / 3 8  / 3 3  1 0  / 3 1 1  / 3 4  0 iK3 iK2 vK3 vK2 iK1 vK1 iK4 vK4 E + - + - + - I iE vI I
  • 21. 21 Contrôle des machines par variateur MCC, conversion alternatif/continu + - I e1 + - + - e2 + - + - e3 + - + - vI I ie1 ie2 ie3 iK'1 iK'4 vK'1 vK'4 iK'6 iK'3 vK'6 vK'3 iK'2 iK'5 vK'2 vK'5 iK1 iK4 vK1 vK4 iK6 iK3 vK6 vK3 iK2 iK5 vK2 vK5 Pont n°1 Pont n°2 Possibilité de fonctionnement dans les 4 quadrants électro-mécaniques U, n I, T Moteur Moteur Générateur Générateur
  • 22. 22 Contrôle des machines par variateur MCC, conversion alternatif/continu 2/ Redressement non commandé par pont à diode + hacheur (faible puissance) a b U iU iI E vK1 vK2 iK1 iK2 L R vI La source de tension est assurée par un redresseur à diodes Fonctionnement de principe sur hacheur dévolteur K1 K2 K1 t 0 K2 vc E Ec T T t 0 ic IcMAX IcMIN K1 K2 K1 t 0 K2 vc E Ec T T t ic IcMAX 0 T ' Evolution des différentes grandeurs en conduction continue et discontinue Ici aussi possibilité, de fonctionnement dans les 4 quadrants
  • 23. 23 Contrôle des machines MAS Fonctionnement naturel Le fonctionnement naturel de la MAS correspond à son couplage direct sur le réseau mais il est souvent utile de prévoir des procédures de démarrage pour limiter les courants d'appel au cours de cette phase Les plus usuels sont : Démarrage étoile triangle :les enroulements statoriques sont dans un premier temps placés sous tension simple puis, dans un second temps, grâce un système approprié de contacteurs, placés sous tensions composées 1 0.8 0.6 0.4 0.2 10 17 0 50 100 150 Glissement Couple (Nm) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 1017 0 10 20 30 40 Glissement Courant T(g) I(g) Moteurs à cage
  • 24. 24 Contrôle des machines MAS Démarrage avec résistances statoriques Démarrage en utilisant l'effet pelliculaire sur des cages à encoches profondes ou à double cage Moteurs à rotor bobiné : Les 3 phases rotoriques sont couplées à des résistances qui sont progressivement éliminées au cours du démarrage Fonctionnement naturel
  • 25. 25 Contrôle des machines par démarreur électronique MAS, conversion alternatif/alternatif Fonctionnement commandé Pour le démarrage : solution économique par gradateur à angle de phase triphasé TH1 TH’1 TH2 TH’2 TH1 TH’3 UTr1 UTr2 UTr3 V1 UTr1 V2 V3 O VR1 VR2 VR3 N I1 I2 I3 Schéma structurel Phase 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 VR1 i qi Phase 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 VR2 i qi Phase 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 VR3 i qi Ondes de tension
  • 26. 26 Contrôle des machines par variateur MAS , conversion alternatif/alternatif Fonctionnement commandé Commande par variateur : pont redresseur à diodes ou thyristors + onduleur à modulation de largueur d'impulsion à IGBT Le commutateur, selon la logique de contrôle et de commande qui lui est associé peut fonctionner selon deux modes : • U/f constant • Contrôle vectoriel de flux  SCHEMA DE PRINCIPE (sans selfs) C e1 e2 e3 M iI Is
  • 27. 27 Contrôle des machines MAS , conversion alternatif/alternatif U/f constant : ce mode de fonctionnement utilise les résultats exposés dans le document 1 : à excitation constante (U/f = cte), les caractéristiques de la machine se translatent les unes par rapport aux autres Fonctionnement commandé 2000 1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 50 0 50 Tm , 1 g1 Tm , 2 g1 Tm , 3 g1 Tm , 4 g1 Tm , 5 g1 , , , , W , 1 g1 W , 2 g1 W , 3 g1 W , 4 g1 W , 5 g1 Ce contrôle se fait soit en boucle ouverte (peu précis), soit avec un retour vitesse qui permet l'asservissement
  • 28. 28 Contrôle des machines MAS , conversion alternatif/alternatif Contrôle vectoriel de flux : un calculateur assure en temps réel la séparation du courant magnétisant et du courant actif nécessaires pour commander la machine en vitesse ou en couple et génère la commande MLI adaptée Fonctionnement commandé Les transistors IGBT du pont onduleur sont alors commandés pour fournir à la machine les ondes de tension qui conviennent pour correspondre à la consigne Forme d'onde MLI Analyse spectrale
  • 29. 29 Conséquences CEM basses fréquences sur les distributions électriques lors de la mise en œuvre de variateurs de vitesse Communes à la MCC et à la MAS Dans les deux cas, conséquences CEM de la présence de l’étage redresseur assurant la conversion alternatif- continu : Génération de courants harmoniques basse fréquences (multiples du 50 Hz) sur la distribution 0 50 100 150 200 250 300 350 Spectre V1 Spectre V2 Spectre V3 Volts 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0 50 100 150 200 250 300 Spectre I1 Spectre I2 Spectre I3 Ampères 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Formes d ’ondes et analyses spectrales tension-courant en amont d ’un variateur de vitesse continu
  • 30. 30 Conséquences CEM basses fréquences sur les distributions électriques lors de la mise en œuvre de variateurs de vitesse Communes à la MCC et à la MAS Formes d ’ondes et analyses spectrales tension-courant en amont d ’un variateur de vitesse asynchrone
  • 31. 31 Conséquences CEM moyennes fréquences sur les distributions électriques lors de la mise en œuvre de variateurs de vitesse Propres à la MAS Du fait de la fréquence de découpage élevée (entre 5 et 15 kHz) nécessaire pour fabriquer les ondes MLI en aval des variateurs, les ondes de courant remontant vers l’amont de la distribution présentent des composantes spectrales sur cette fréquence et ses harmoniques radio-fréquence (100 à 400 kHz) 0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 30 20 10 0 10 20 30 21.708 22.292  I1i 0.045 5  10 3  ´ T1i 0 5000 1 .10 4 1.5 .10 4 2 .10 4 2.5 .10 4 0 2 4 6 8 6.744 6.078 10 4  ´ SpectreIj 2.5 10 4 ´ 0 Fj
  • 32. 32 0 5000 1 .10 4 1.5 .10 4 2 .10 4 2.5 .10 4 0 2 4 6 8 6.138 4.141 10 4  ´ SpectreI3j 2.5 10 4 ´ 0 Fj 0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 30 20 10 0 10 20 18.499 20.301  I2i 0.045 5  10 3  ´ T1i j 0 2047 .. : Ij I1j : I3j I2j : Fj j fe 2048  : 1.5 .10 4 1.6 .10 4 1.7 .10 4 1.8 .10 4 1.9 .10 4 2 .10 4 2.1 .10 4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.515 0.03 SpectreIj SpectreI3j 2.11 10 4 ´ 1.43 10 4 ´ Fj Conséquences CEM moyennes fréquences sur les distributions électriques lors de la mise en œuvre de variateurs de vitesse Propres à la MAS Solution : mise en œuvre de filtres RFI
  • 33. 33
  • 34. 34
  • 35. 35
  • 36. 36

Notes de l'éditeur

  1. 1