2.1. Constitution Vitesse de synchronisme

Transcription

1 2.1. Constitution Vitesse de synchronisme 1

2 "!! 2

3 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée STATOR 3

4 ! 4

5 Stator avant bobinage 5

6 Stator après bobinage 6

7 #! Ω s Le STATOR d une machine TRIPHASEE crée un champ magnétique tournant qui tourne à la vitesse de : Ω s = S / p Ω s est appelée: Vitesse de synchronisme 7

8 $ Remarques sur Ωs Ωs = / p = 2 π f / p (si f = 50Hz) Ωs = 2*50* π / p (rad/s) Ns = / p (tours/min) P = 1 P = 2 P = 3 Ns = (tours/min) Ns = (tours/min) Ns = (tours/min) P = 4 Ns = 750 (tours/min) P = 5 Ns = 600 (tours/min) P = 6 Ns = 500 (tours/min) 8

9 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée %! "# $ %& ' 9

10 Chapitre 30.Machines asynchrones triphasées Constitution. Stator. Rotor 3.2.Principe de fonctionnement. Le courant de démarrage 3.3.Le glissement 10

11 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée & Les machines asynchrones sont surtout utilisées comme moteurs. 80% des moteurs électriques sont des moteurs asynchrones Les moteurs asynchrones sont très robustes Leur gamme de puissance s étale de quelques watts à une dizaine de mégawatts. 11

12 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée Dénominations Ces explications justifient les noms donnés à ce type de moteur : moteur "asynchrone" à cause de la vitesse du rotor un peu plus faible que celle du champ tournant moteur "à induction" puisqu'il fonctionne grâce aux f.é.m induites dans le rotor par le champ tournant. 12

13 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée ROTOR 13

14 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée ' 14

15 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée ( 1. Rotor en cage d écureuil Le rotor est constitué d un ensemble de conducteurs en court-circuit appelé «cage d écureuil» 15

16 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée 1. Rotor en cage d écureuil 16

17 1. Rotor en cage d écureuil Il n'y a aucun contact électrique entre le rotor et l'extérieur. 17

18 2. Rotor bobiné Les tôles de ce rotor sont munies d encoches où sont placés des conducteurs formant des bobinages. On peut accéder à ces bobinages par l intermédiaire de trois bagues et trois balais. Ce dispositif permet de modifier les propriétés électromécaniques du moteur. 18

19 2. Rotor bobiné trois bagues 19

20 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée 6 2 ) 2 ),.,) 2,234+, )*+,-.. /+ /+0))1+ 20

21 2. Rotor bobiné rhéostat 21

22 Chapitre 30 Machines asynchrones triphasée Principe de fonctionnement de la machine asynchrone triphasée 22

23 Démarrage Initialement, le rotor est immobile. Quand on alimente le stator, il produit le champ magnétique tournant. Ce champ magnétique en mouvement balaie les conducteurs de la cage à écureuil du rotor immobile, ce qui produit des f.e.m induites dans ces conducteurs. Ces f.é.m font circuler des courants dans la cage. Ces courants se trouvent, comme l'ensemble du rotor, dans le champ magnétique : celui-ci les soumet à des forces électromagnétiques (forces de Laplace). Ces forces agissent sur les conducteurs du rotor : il se met à tourner. 23

24 Machines ASYNCHRONES Triphasées F Ωs F 24

25 L attraction/répulsion mutuelle entre pôles statoriques et rotoriques développe le couple moteur; ce couple est le couple électromagnétique 25

26 Le couple électromagnétique résulte des courants induits, et donc des variations de flux. Si le rotor tourne à la même vitesse que le stator, il n y a plus de variation de flux. Donc le rotor ne peut tourner qu à une vitesse inférieure à celle du champ statorique. La vitesse de synchronisme ne peut en aucun cas être atteinte (en fonctionnement moteur). D où le nom de machine asynchrone. 26

27 27

28 3! 7 ' + 8! 380V / 220 V 8 9"( : /! : - ;! "( : < 9"( : 28

29 Disposition des enroulements du stator à partir de la plaque à bornes plaque à bornes lamelle de cuivre 29

30 Couplage en étoile

31 Couplage en triangle "

32 32

33 #!""# $ %&!'% &"( '&)# *%$"*# La surintensité au moment du démarrage peut être de 4 & 8 fois l intensité nominale = " = " L oscillogramme représente l évolution du courant moteur en fonction du temps. 33

34 !""# $ %&!'% &"( '&)# *%$"*# Avantages -Couple important. -Temps de démarrage court. Inconvénients -Appel du courant important -Démarrage brutal 34

35 DEMARRAGE DIRECT DU MOTEUR AVEC COUPLGE EN ETOILE $ λ " = = = λ " " " " L oscillogramme représente l évolution du courant moteur en fonction du temps. 35

36 DEMARRAGE DIRECT DU MOTEUR AVEC COUPLGE EN ETOILE Avantages Appel de courant en étoile réduit au tiers de sa valeur en direct Inconvénients Couple réduit au tiers de sa valeur en direct 36

37 " " 1 % ' = -, >? " = = Ω Ω Ω 37

38 Machines ASYNCHRONES Triphasées & Conclusions sur le fonctionnement A partir d une PUISSANCE ELECTRIQUE prise au réseau Le STATOR crée un CHAMP MAGNETIQUE Le ROTOR est dans ce champ et génère des courants Comme le PRIMAIRE du TRANSFORMATEUR Comme le SECONDAIRE du TRANSFORMATEUR Les courants rotoriques créent des forces qui transmettent une PUISSANCE MECANIQUE à l arbre moteur Les courants secondaires transmettent une PUISSANCE ELECTRIQUE au réseau aval du transformateur 38

39 Machines ASYNCHRONES Triphasées ( Conclusions sur le fonctionnement Il y a donc ANALOGIE complète entre le TRANSFORMATEUR et la machine ASYNCHRONE L étude électromagnétique s effectue donc sur le même type de schéma EQUIVALENT 39