machines asynchrones triphasees objectifs / compétences

DC8 - E5 - MAS

CPGE ATS Lycée Eiffel Dijon Aublin / Dufour sur 24

SCIENCES INDUSTRIELLES POUR L’INGÉNIEUR

DC8 : Caractériser la conversion et la modulation d 'énergie

MACHINES ASYNCHRONES TRIPHASEES

Objectifs / Compétences

• Dimensionner une MAS triphasée

• Modéliser le moteur et le convertisseur statique associé

• Modulation d'énergie et variation de vitesse

Savoirs Je connais:

• Modéliser l'association convertisseur statique - machine • Adapter la typologie d'un convertisseur statique à la nature des sources

• Identifier les pertes d'énergie dans un actionneur Savoir Faire Je sais faire:

• Proposer une méthode de résolution permettant la détermination des courants , tensions et puissances échangées

• Déterminer un point de fonctionnement et un rendement

• Choisir un actionneur adapté aux exigences

Sommaire

I. INTRODUCTION ................................................................................................. 3

II. CONSTITUTION ................................................................................................. 3

II.1. MAS À ROTOR À CAGE ( OU EN COURT-CIRCUIT ) : ................................................................................................. 4

II.2. MAS À ROTOR BOBINÉ : ....................................................................................................................................... 4

III. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT : ................................................................. 5

III.1. CHAMP TOURNANT : ............................................................................................................................................. 5

III.2. COUPLE MOTEUR : ............................................................................................................................................... 6

III.3. BILAN DES PUISSANCES : ...................................................................................................................................... 7

III.4. SCHÉMA ÉQUIVALENT : ......................................................................................................................................... 7

III.5. DÉTERMINATION DES PARAMÈTRES DU SCHÉMA ÉQUIVALENT : ............................................................................. 10

III.6. EXPRESSION DU COUPLE ÉLECTROMAGNÉTIQUE (TEM) : ....................................................................................... 11

IV. CARACTÉRISTIQUES PRINCIPALES D’UN MOTEUR ASYNCHRONE : ....... 12

V. CHAÎNE D’ALIMENTATION DU MOTEUR À CAGE: ........... ............................ 13

V.1. COUPLAGE : ...................................................................................................................................................... 13

V.2. FONCTIONS PRINCIPALES ................................................................................................................................... 13

VI. DÉMARRAGE D’UNE MAS TRIPHASÉE :.................... ................................... 14

VI.1. DÉMARRAGE D’UNE MAS À CAGE : ..................................................................................................................... 14

VI.2. DÉMARRAGE DES MAS À ROTOR BOBINÉ : .......................................................................................................... 16

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VII. FREINAGE D’UNE MAS TRIPHASÉE: ..................... ....................................... 17

VIII. VARIATION DE VITESSE .............................. ............................................. 17

VIII.1. PRINCIPE :......................................................................................................................................................... 17

VIII.2. MODIFICATION DU NOMBRE DE PÔLES : ............................................................................................................... 18

VIII.3. ACTION SUR LE GLISSEMENT : ............................................................................................................................ 18

VIII.4. ACTION SUR LA FRÉQUENCE : ............................................................................................................................. 18

VIII.5. EXEMPLE D’UTILISATION D’UN ONDULEUR MONOPHASÉ SUR CHARGE INDUCTIVE : .................................................. 20

VIII.6. MODULATION DE LARGEUR D’IMPULSION ( MLI ) : ................................................................................................. 21

IX. VARIATION DE VITESSE ET QUADRANTS DE FONCTIONNEMENT : ......... 23

IX.1. RAPPEL SUR LE POINT DE FONCTIONNEMENT : ..................................................................................................... 23

IX.2. REPRÉSENTATION DU CHANGEMENT DE SENS DE ROTATION : ............................................................................... 23

IX.3. REPRÉSENTATION DU CHANGEMENT DE QUADRANT POUR UN SYSTÈME DE LEVAGE ............................................... 24

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I. INTRODUCTION Le moteur asynchrone est actuellement l’actionneur électromécanique le plus employé dans les applications générales des entraînements électromécaniques grâce à son attrait économique : coût de fabrication faible, robustesse, entretien réduit,... Exemples : entraînements de ventilateurs, d’escalators, de grues, tapis roulants, pompes, machines-outils, compresseurs… En ce qui concerne sa variation de vitesse, il possède des caractéristiques mécaniques qui imposent de l’associer à des dispositifs électroniques de puissance particuliers.

II. CONSTITUTION

Les machines asynchrones sont constituées de 3 éléments : - le stator ( partie fixe ) qui comporte les enroulements ( trois ou multiple de 3, 6 le plus souvent ) - le rotor ( partie tournante ) bobiné ou à cage d’écureuil - la carcasse ( fonte ou alpax ) qui sert de support au circuit magnétique du stator et de protection mécanique du moteur. Des ailettes externes permettent d’accroître la surface de refroidissement du moteur. Les flasques se centrent sur la carcasse et possèdent des paliers qui guident le rotor.

Au stator, on trouve les enroulements inducteurs ( reliés aux phases du réseau triphasé ).

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Il existe deux grands types de MAS suivant la constitution du rotor. - MAS à cage ( ou en court-circuit ) - MAS à rotor bobiné ( présence d'enroulements au rotor ).

II.1. MAS à rotor à cage ( ou en court-circuit ) : Il est composé - d’un circuit magnétique feuilleté ( couronne de tôles magnétiques au silicium isolées les unes des autres qui comportent des encoches ) - de conducteurs traversant ces encoches, réunis à chaque extrémité, par une couronne de cuivre ou d’aluminium. L’ensemble des conducteurs ( sans le circuit magnétique ) présente l’aspect d’une cage d’écureuil.

II.2. MAS à rotor bobiné : Le nombre d’enroulements rotoriques est indépendant du nombre d’enroulements au stator. Les extrémités des enroulements sont : - d’un côté reliées en étoile - de l’autre raccordées sur un coupleur centrifuge ou sur 3 bagues en cuivre isolées et solidaires du rotor. Sur ces bagues viennent frotter des balais raccordés à un dispositif de résistances de démarrage.

Le rotor se comporte alors comme le secondaire d’un transformateur, le primaire étant le stator :

E

E

N

N

2

1

2

1= avec E1 et E2 tensions appliquées au primaire et induite au secondaire

et N1 et N2 nombre de spires au stator et au rotor.

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III. Principe de fonctionnement :

III.1. champ tournant : Le champ produit par les enroulements du stator alimentés par un réseau triphasé est équivalent à celui produit par un aimant en rotation.

Vitesse du champ tournant ( vitesse de synchronisme ): p

fns =

avec p nombre de paires de pôles. Si on plaçait une boussole au centre, elle tournerait à la vitesse de synchronisme.

En inversant deux phases, on inverse le sens du champ tournant.

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Avec 6 bobines au lieu de 3, on obtient 2 paires de pôles.

III.2. Couple moteur : Le principe repose sur la création d’un couple moteur par interaction de deux champs magnétiques : - l’un d’eux est créé par les enroulements du stator - l’autre par les courants induits au rotor par le champ tournant statorique.

Un moteur asynchrone est donc un moteur qui ne tourne pas en synchronisme avec le champ tournant ( sinon, il n'y aurait plus de courants induits et donc pas de couple moteur )

On définit le glissement : s

s

n

nng

−=

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III.3. Bilan des puissances :

Puissance électrique

Puissance électro magnétique

Puissance mécanique

Pa

PE1

PM = TE.Ωr Pu = Tu.Ωr

pméca

pF1pj1

FONCTIONNEMENT MOTEUR

pF2

PE2 = TE.Ωs

pj2

Puissance électrique

STATOR ROTOR

p2 = TE.g.Ωs

Toute la puissance échangée entre le stator et le rotor est une puissance électromagnétique. Cette

puissance est transmise au rotor par le champ tournant à la vitesse Ωs. On peut donc écrire la relation suivante :

.em em SP T= Ω

Le rotor tournant à Ωr, transforme une partie de cette puissance en puissance mécanique :

M em rP T= Ω.

Il absorbe donc une puissance de pertes p2: 2 )em M em S r em Sp P P T T g= Ω − Ω = Ω- = .( . .

Remarque : La relation précédente met en évidence que les phénomènes induits au rotor ont pour origine

la rotation relative du champ par rapport au rotor (Ωs - Ωr).

III.4. Schéma équivalent : Un moteur asynchrone triphasé constituant un récepteur équilibré en courants et tensions, on s'attache ici à définir son schéma équivalent pour une des phases. Les puissances mises en jeu dans le schéma équivalent représenteront donc un tiers des puissances réelles sur la machine. Il y a nécessairement un jeu entre rotor et stator de quelques 1/10 de mm pour les machines de faible puissance (1kW) à quelques mm pour plus les grandes puissances (1MW), ce jeu est appelé entrefer.

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Les enroulements du stator sont en regard des enroulements du rotor sur un même circuit magnétique, comme pour un transformateur ( mais avec entrefer ). Le modèle du transformateur est donc exploitable. La machine est triphasée, mais on considère le modèle pour un seul bobinage du stator et du rotor. En considérant le champ dans l'entrefer à répartition sinusoïdale et en adoptant des conventions récepteur sur le stator et générateur sur le rotor: - chacune des phases stator est le siège d'une f.e.m. e1 :

e Nd

dtf N t1 1 1 1 1 12= = +. . . . . .cos( . )

Φ Φπ ω ϕ de valeur efficace : E f N1 1 12= . . . .π Φ

- chacune des phases rotor est le siège d'une f.e.m. e2 :

e Nd

dtf N t2 2 2 2 2 22= − = − +. . . . . .cos( . )

Φ Φπ ω ϕ de valeur efficace : E f N2 2 22= . . . .π Φ

En général, le champ n'est pas parfaitement à répartition sinusoïdale ce qui entraîne des déformations des ondes de tension. Pour en tenir compte, on introduit, dans les expressions des valeurs efficaces précédentes, des coefficients correcteurs KE1 et KE2 (coefficients de Kapp des bobinages stator et rotor) tels que :

Φ= ... 1111 NfKE E et Φ= ... 2222 NfKE E

La pulsation des f.e.m. induites au stator par le champ tournant est : ω ω1 = =p S.Ω

La pulsation des f.e.m. induites au rotor par le champ tournant est : ω ω2 = − =p gS r.( ) .Ω Ω

Stator et rotor se comportent comme deux enroulements de transformateur où le stator serait le primaire et le rotor, le secondaire mais où la fréquence ne serait pas conservée (f2 = g.f). On obtient donc le schéma équivalent suivant ( moteur asynchrone à rotor à cage = transfo à secondaire en court-circuit ) pour une phase :

m.g

R1 L1

Rf L f

R2 L2

E2E1V1

I1 I2

Pulsations

ω g.ω

Notons que le paramètre Lf est beaucoup plus faible que pour un transformateur de puissance comparable à cause de l’entrefer de la machine asynchrone.

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Le moteur à l'arrêt (g = 1), à circuit secondaire ouvert, on retrouve les relations du transformateur à vide :

E m E2 1= − . avec 11

22

1

2

.

.NK

NK

E

Em

E

E==

gmgNK

NK

E

E

E

E ....

11

22

1

2 ==

La vitesse de rotation du moteur modifie la fréquence des courants rotoriques et le rapport entre les valeurs efficaces des f.e.m. rotor et stator : Dans le cadre de l'hypothèse de Kapp où l'influence de l'impédance série primaire est négligeable, on obtient le schéma du transformateur à flux forcé . Les enroulements stator et rotor sont alors toujours

soumis au même flux, le flux à vide Φ10.

m.g

Rf L f

R2 L2

E2V1 = E1

I1 I2I'1

Pulsations

ω g.ω

Les grandeurs secondaires étant difficilement accessibles (surtout dans le cas du moteur à cage d'écureuil), on utilise le schéma équivalent d'une phase du moteur asynchrone, impédance rotorique ramenée au stator.

Rf L f

R'2 / g L'2

V1 = E1

I1 I'1

Pulsation ω

Le théorème d'Ampère, appliqué aux valeurs instantanées de grandeurs sinusoïdales conduit donc à la même relation sur les grandeurs complexes que pour le transformateur :

'1 2.I m I= − avec 2 2

1 1

.

.I

I

K Nm

K N= et

22 2

22 2

'

'

RR

mL

Lm

=

=

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III.5. Détermination des paramètres du schéma équiv alent : Détermination de R1 et des pertes Joule stator : R1 est déterminée par une mesure directe soit de la résistance d'un enroulement, soit de la

résistance apparente Ra, vue entre 2 bornes, moteur couplé (étoile ou triangle). 21

3. .

2j ap R I=

Essai à vide : Le couple utile est nul, le couple électromagnétique appliqué au rotor correspond à un couple de

pertes. La vitesse du rotor est voisine de celle de synchronisme (g ≈ 0). La puissance perdue au rotor est négligeable (p2 = g.PE2). De même, le schéma équivalent du moteur montre que la résistance R'2 est négligeable devant R

gg

'( )2 1− , résistance dont la valeur "tend vers l'infini".

Il en résulte que :

- PE2 ≈ PM = pméca - la puissance absorbée à vide, Pa0, a pour expression :Pa0 = pj1 + pF1 + pméca Un essai à tension stator variable permet de séparer les pertes mécaniques constantes des pertes fer stator (la vitesse du moteur reste voisine de la vitesse de synchronisme tant que la tension d'alimentation est suffisante).

On obtient :

21

1

21

0

3.

3..

fF

fa

VR

p

VL

Qω

=

=

Essai en court-circuit ( rotor bloqué ) : Le moteur est à l'arrêt (g = 1). Le schéma est celui d'un transformateur à secondaire en court- ircuit. La puissance mécanique PM délivrée sur l'arbre est nulle. Comme pour un transformateur en court-circuit, l'essai est fait sous tension V1cc réduite, pour

I1cc ≈ I1n. Les hypothèses de Kapp s'appliquent ici. On est donc conduit à négliger les pertes fer stator et rotor au cours de l'essai. La puissance active absorbée Pcc est entièrement perdue par effet Joule au stator et au rotor. Connaissant R1, Il est aisé d'en tirer la valeur de R'2.

En négligeant l'influence de l'inductance de fuites stator L1, on tire :

2 121

2 21

'3.

' .3.

cc

cc

cc

cc

PR R

I

QL

Iω

= −

=

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III.6. Expression du couple électromagnétique (T Em) : A partir du bilan de puissances et du schéma équivalent, chaque phase du stator transmet 1 / 3 de la

puissance électromagnétique de pertes p2 au rotor, par l'intermédiaire du champ tournant à g.Ωs. En fonctionnement normal, la fréquence rotorique étant faible (g est de l'ordre de quelques %), on peut négliger les pertes fer rotoriques :

2 2 2

22 2 2 2 2

. . 3. . .cos

. . .cosE ST g E I

R I E I

ϕϕ

Ω =

= et 1

2

2 2

. .

² ( )²

g m EI

R L gω=

+

On en tire l'expression du couple électromagnétique moteur s'appliquant sur le rotor :

21

2 2

3.( . )².

² ( )²Es

RgT m E

R L gω=

Ω +

Remarque : Si la tension d'alimentation est suffisante, la chute de tension aux bornes de l'impédance série

primaire est négligeable. On peut donc écrire : E1 ≈ V1 Le couple électromagnétique du moteur est alors proportionnel au carré de la tension d'alimentation A tension d'alimentation et fréquence données, le couple électromagnétique s'exprime par la relation :

22 22 2

..

( . . )E

g RT K

R L gω=

+ avec 1

3( . )²K m E

s=

Ω

Les caractéristiques rotoriques étant fixées, le couple est : - Proportionnel au glissement dans sa partie de fonctionnement normal en régime établi (g faible ). - Inversement proportionnel au glissement (à fort glissement). - Symétrique par rapport à l'origine dans le plan (TE, g). - Maximum pour le glissement gM :

1

2 2

( . )²1 3.2 2.E

m ET K

L s Lω ω= =

Ω avec 2

2.M

Rg

L ω=

D'après la relation précédente, une action sur la résistance R2 du circuit rotorique conserve le couple constant à R2 / g donné. Agir sur la valeur de la résistance du circuit rotorique ne modifie pas l'amplitude du couple électromagnétique. Remarque :La valeur particulière du rapport R2 / g, montre que le couple maximum est indépendant de la résistance rotorique R2. La modification de R2 permet de choisir la vitesse pour laquelle le couple est maximum. Cette propriété justifie l'emploi de moteurs à rotor bobiné dans les applications où un couple important est toujours nécessaire (Concasseurs, levage ...).

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On peut écrire :

21 2

2 22 2

3. ². /( / ) ( )

m V R gTem Cem

s R g L ω= = ⋅

Ω +

Si 0g ≈ alors : 2

1

2

3gmVCem

R s≈

Ω

En fonction de la charge on va définir le point de fonctionnement. Cm = Cem – Cp mais souvent on néglige le Cp. Pendant les phases de vitesse variable, on a toujours la relation fondamentale de la dynamique :

d

Cm Cr JdtΩ= +

Au point de fonctionnement , on a donc : Cm = Cr.

IV. Caractéristiques principales d’un moteur asynch rone :

La puissance indiquée sur la plaque signalétique est toujours une puissance utile.

Puissance absorbée : 1Pu

Paη

= ≤

avec η rendement du moteur.

13. . .cos 3. . .cosP Pem V I U Iϕ ϕ≅ = =

courbes caractéristiques :

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V. Chaîne d’alimentation du moteur à cage:

V.1. Couplage : La plaque signalétique précise toujours deux tensions d’alimentation possibles : 220/380 ou 230/400 et respectivement 380/660 ou 400/690. La tension la plus faible est la tension maximale supportée par un enroulement.

Le moteur est branché :

• en triangle lorsque la tension du réseau d’alimentation est égale à la tension de fonctionnement la plus basse

• en étoile lorsque la tension du réseau d’alimentation est égale à la tension de fonctionnement la plus élevée

V.2. Fonctions principales

Pour la MAS à rotor bobiné : L’alimentation du stator est identique à celle du moteur à cage. Le principe de fonctionnement reste le même : création d’un champ induit dans les enroulements rotoriques. La plaque à bornes dispose de 9 bornes : 6 reliées au stator et 3 au enroulements rotoriques.

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VI. Démarrage d’une MAS triphasée : Au démarrage, on a un appel de courant. Or si I augmente alors la section des câbles doit être augmentée et donc le prix également. Il est donc intéressant de bien maîtriser le démarrage. Le dispositif de démarrage doit être tel que : - le moteur démarre ( Cd > Cr ) - l’accélération est compatible avec la charge - le courant Id est compatible avec l’alimentation électrique du moteur - chute de tension au démarrage < 10% - Id ne doit pas provoquer le déclenchement des protections - robuste et fiable.

VI.1. Démarrage d’une MAS à cage : Principe : Démarrage direct : Ce démarrage est possible si Cd > Cr. Démarrage étoile-triangle : Principe : on sous alimente les enroulements statoriques par un couplage étoile pendant un certain temps puis on couple en triangle ( grâce à des contacts temporisés ). Ce démarrage est possible si les enroulements supportent la tension nominale du réseau. Courbes obtenues :

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Démarrage par résistances statoriques On diminue cette fois la tension par un chute de tension dans des résistances en série avec le stator.

Démarreur électronique L’arrivée de ces démarreurs a permis d’utiliser des MAS dans certains procédés demandant des profils particuliers d’accélération ou de décélération. ( Avantages : montée progressive en vitesse, pas d’à-coup, moins d’usure mécanique, dimensionnement électrique réduit par limitation du courant d’appel.) De plus, certains démarreurs permettent aussi le freinage, la protection du variateur et du moteur, la détection d’absence de phase. Principe :

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On peut limiter le courant ( boucle prioritaire ) mais la valeur de Ilimite doit être telle que C > Cr sinon le moteur risque de ne pas démarrer. Les démarreurs actuels permettent de plus le réglage du temps de décélération et possèdent une fonction booster qui permet de disposer du couple maximal à la mise sous tension ( machine à fort Cd ). Exemples de courbes obtenues :

VI.2. Démarrage des MAS à rotor bobiné : principe : exemple de démarrage rotorique en 3 temps :

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VII. Freinage d’une MAS triphasée:

Freinage mécanique Le procédé de freinage fait appel à une machine supplémentaire associée ou intégrée au moteur. On distingue : électrofreins, moteurs freins, ralentisseurs à courants de Foucault. Freinage à contre-courant Ce procédé consiste à inverser le branchement du stator alors que le moteur est encore en rotation. Ainsi le moteur est entraîné en sens inverse de son propre couple et freine donc le mouvement. Ce mode de freinage est très efficace et doit être arrêté assez tôt pour que le moteur ne reparte pas en sens inverse, d’où utilisation de dispositifs particuliers. Freinage par injection de courant continu Ce procédé s’applique aux moteurs à cage et à rotor bobiné. Cela consiste, après avoir déconnecté le moteur du réseau, à brancher sur 2 bornes du stator une source de courant continu très basse tension 20 à 24V. Le flux magnétique est alors fixe alors que le rotor est en mouvement. Freinage par fonctionnement en génératrice hypersynchrone La MAS peut être entraînée au-delà de sa vitesse de synchronisme, elle fonctionne alors en génératrice hypersynchrone et peut permettre de freiner. Certains variateurs de vitesse intègrent cette possibilité.

VIII. VARIATION DE VITESSE Pour les entraînements à vitesse fixe, la machine asynchrone à cage est la plus utilisée. On l’associe à un démarreur et à un frein afin de contrôler les phases de freinage. Pour la vitesse variable, il faut utiliser des dispositifs de puissance élaborés ( composants en commutation, techniques numériques, intégration des circuits,... ). Le variateur de vitesse intègre les fonctions de démarrage et de freinage.

VIII.1. Principe :

Ωr = Ωs (1-g) donc pour faire varier Ωr : il faut faire varier soit : soit :

variation de Ωs : variation de g :

KM3

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VIII.2. Modification du nombre de pôles : Il est possible de réaliser un moteur à plusieurs vitesses distinctes par combinaison au stator de bobinages présentant des nombres de pôles différents. Ces moteurs sont par construction tout à fait différents d'une machine classique.

VIII.3. Action sur le glissement : insertion de résistances rotoriques si machine à rotor bobiné variation de V par gradateur : Ces deux techniques ne permettent pas d’obtenir un bon rendement ( pertes par effet Joule notamment ) même s’il existe divers montages pour récupérer cette énergie ( cascade hyposynchrone par exemple ). La variation de vitesse par action sur le glissement est très peu utilisée dans l’industrie.

VIII.4. Action sur la fréquence :

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On reconstruit dans ce cas un signal triphasé de fréquence variable. Pour contrôler le couple, il faut imposer un flux statorique constant.

Or, d’après la loi de Boucherot : V k f= Φ et donc Φ = 1

k

V

f

il faut donc conserver le rapport V f constant. Pour faire varier la vitesse, on fait donc varier la fréquence f tout en veillant à ce que V varie dans les mêmes proportions. On obtient alors les courbes suivantes :

Les courbes couple / vitesse sont parallèles. En régime de survitesse ( f > fn ), V est maintenu à Vn et le couple maximal décroît avec la vitesse.

En faible vitesse : La tension Vs ( aux bornes d’un enroulement statorique ) doit être telle que Vs/f = cste. Si V faible alors les chutes de tension en ligne ne sont plus négligeables, il faut donc augmenter le rapport V/f pour obtenir Vs/f = cst et garder un couple maximal constant. possibilités de réglage de la tension et de la fréquence : - fréquence : on change la période du signal de commande des interrupteurs statiques de l’onduleur. - tension : on dispose de 2 solutions : redresseur commandé ( pont tout thyristor ) redresseur à diodes + hacheur Avec la seconde structure, le filtrage est plus simple à effectuer et le facteur de puissance est meilleur. On obtient alors en sortie de l’onduleur un signal avec des créneaux de tension

⇒ harmoniques de courants, ondulations de couple, augmentation des pertes fer

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VIII.5. exemple d’utilisation d’un onduleur monopha sé sur charge inductive :

schéma : Le rôle de l’onduleur est d’obtenir un courant sinusoïdal dans la charge. Commandes non-décalées : Commandes décalées : Le décalage des commandes permet donc de modifier l’allure de courbes. La fréquence de commande des interrupteurs va imposer la fréquence des signaux. Pour obtenir un fonctionnement correct de la machine, il faut construire un champ tournant quasi sinusoïdal.

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VIII.6. Modulation de largeur d’impulsion ( MLI ) : C’est une technique de découpage de tensions qui permet d’obtenir un courant quasi sinusoïdal. En effet le moteur se comporte comme un filtre grâce aux inductances de ses bobinages et à son inertie mécanique. On découpe la tension avec un rapport cyclique variable de manière à assurer un rapport U/f constant. Pour avoir une bonne MLI, on considère qu’il faut au moins 20 découpages par période.

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Schéma interne du variateur de vitesse type ATV 18 :

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IX. VARIATION DE VITESSE ET QUADRANTS DE FONCTIONNEMENT :

IX.1. Rappel sur le point de fonctionnement :

IX.2. Représentation du changement de sens de rota tion :

La courbe couple-vitesse habituelle n’est en fait que la partie du quadrant 1. La MAS 3 peut fonctionner dans les quatre quadrants, suivant que la charge est entraînée ou entraînante et suivant le signe de la vitesse. On remarque même qu’il est posible de fonctionner en survitesse ! Etudions le déplacement du point de fonctionnement lors de l’inversion de sens de rotation :

La MAS entraîne un tapis roulant horizontal.

Cr = Cf . Ω avec Cf coeff de frottement.

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IX.3. Représentation du changement de quadrant pour un système de levage

La charge est constante, le couple résistant est donc constant. Etudions le mouvement de montée et celui de descente :

Au point P1 : Au point P2 : La machine fonctionne alors en génératrice.

P = C.Ω <0 On fournit au réseau une puissance active mais on doit emprunter la puissance réactive magnétisante nécessaire pour produire le champ tournant. Le fonctionnement est dit hypersynchrone.

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