MEL-ENSAM-2020 - Chp.3-Machines Asynchrones PDF [PDF]

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Zitiervorschau

GEL-3630

MACHINES ÉLECTRIQUES Chapitre

3

MACHINES ASYNCHRONES Cycle Ingénieur Cycle Ingénieur

Printemps 2020 Dr. Mourad ZEGRARI Département Génie Électrique

Génie FilièresÉlectrique : GSEI/GEM

Plan  Principe.

 Constitution.  Modèle

de la machine asynchrone.

 Caractéristiques  Marche

© M. ZEGRARI

en régime permanent.

industrielle des moteurs asynchrones.

Machines Asynchrones

2

Plan Principe

Constitution

Modèle de la machine asynchrone

Caractéristiques en régime permanent

Marche industrielle des moteurs asynchrones

© M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

3

Analyse fonctionnelle La machine asynchrone (MAS) est un convertisseur électromécanique réversible. Le plus souvent, cette conversion est utilisée dans le sens Moteur.

Énergie Mécanique

Énergie Électrique

Machine Asynchrone • Cuivre (Joule)  Pertes • Fer (magnétiques) • Mécaniques 

Moteur Asynchrone : entraînements industriels, applications domestiques.



Génératrice Asynchrone : Production de l’énergie électrique (éoliennes, mini-centrale hydrauliques). Fonctionnement en frein (récupération de l’énergie).

© M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

4

Applications Les MAS représentent plus de 80% des moteurs électriques utilisés en industrie :



Grande simplicité de construction  prix relativement bas.



Facilité d’utilisation et d’entretien  coût de maintenance réduit.



Bonne robustesse mécanique.



Simplicité de démarrage. Commande aisée avec les convertisseurs de puissance.

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Machines Asynchrones

5

Principe 1. Le stator comporte trois bobines fixes, décalées de (2/3p) et permettant (2p) pôles. Ces bobines sont alimentées par un système triphasé de courants is à la pulsation s. 2. Production d’un champ Fs tournant Phase A à la vitesse de synchronisme :

s =

s p

Phase B

s Stator

Rotor

Phase C

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Machines Asynchrones

6

Principe 3. Création au rotor de courants induits ir à la pulsation r = s initialement. 4. Les courants induits créent un champ Fr tournant à la vitesse r. Phase A 5. Production de couple Tem :  Le rotor tourne à la vitesse  < s.  La pulsation r diminue fortement.

Phase B

s

Stator

 Rotor

Phase C

 = s − r < s © M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

7

Notion du glissement Le rotor tourne à la vitesse  = (/p) légèrement inférieure à s. On définit le glissement g du moteur qui s’exprime en % :

s −  s −  g= = s s La pulsation des courants induits r au rotor devient :

r = s −  = g s La vitesse du rotor peut s’écrire :

 = s 1 − g 

Fs tourne à s / stator.



Fr tourne à r / rotor  Fr tourne à (r + ) = s / stator.

 Les deux f.m.m. tournent à la même vitesse  Création d’un couple constant.

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Machines Asynchrones

8

Plan Principe

Constitution

Modèle de la machine asynchrone

Caractéristiques en régime permanent

Marche industrielle des moteurs asynchrones

© M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

9

Constitution de base Comme toute machine électrique tournante, la machine asynchrone comporte essentiellement les éléments suivants : 

Un Stator : partie fixe formée de trois enroulements identiques.



Un Rotor : partie mobile siège des courants induits.



Des organes mécaniques : ils assurent des fonctions de fixation, protection et ventilation.

© M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

10

Stator Partie fixe de la machine : elle comporte trois enroulements (bobines) et possède 2p pôles. Le bobinage des enroulements est identique à celui de la machine synchrone.

Enroulements du stator

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Circuit magnétique

Machines Asynchrones

11

Rotor Partie mobile de la machine : elle est constitué d’un ensemble de conducteurs mis en court-circuit. Rotor

En court-circuit (à cage)

Bobiné (à bagues)

Massif (magnétique)

Les courants induits circulent dans des barres conductrices court-circuitées par deux anneaux.

Les courants induits circulent dans des enroulements bobinés sur le rotor couplées en Étoile.

Rotor réalisé par un circuit magnétique massif, siège des courants induits de Foucault.

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Machines Asynchrones

12

Rotor bobiné (à bagues) Le rotor est un cylindre composé d’un empilement de tôles pressés. Ces tôles sont munies d’encoches où sont logés des conducteurs formant trois bobinages, accessibles par des bagues et des balais. Enroulements du rotor

Plaque à bornes du rotor Balais

Rhéostat de glissement Bagues

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Machines Asynchrones

13

Rotor à cage d’écureuil (en court-circuit) Le rotor est constitué de barres conductrices, en cuivre ou en aluminium, ces barres sont inclinées par rapport à l’axe de rotation. Les extrémités de ces barres sont court-circuitées par deux anneaux de même métal.

Barres conductrices siège des courants induits

Anneaux de court-circuit.

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Machines Asynchrones

14

Rotor massif Le rotor est constitué par un cylindre plein non laminé. Les parties massives en fer constituent l’enroulement en court-circuit, par l’effet des courants de Foucault, induits dans la masse métallique. Rotor massif

Courants

induits 

Rotor massif

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Machines Asynchrones

15

Rotor à cage d’écureuil (en court-circuit)

Moteur asynchrone à cage (Lucas-Nülle) Vue en coupe d’un moteur asynchrone à cage. © M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

16

Plan Principe

Constitution

Modèle de la machine asynchrone

Caractéristiques en régime permanent

Marche industrielle des moteurs asynchrones

© M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

17

Fonctionnement à rotor ouvert Le rotor est à l’arrêt, la machine asynchrone est équivalente à un transformateur triphasé Stator (nombre de spires : zs) 

Primaire

Rotor (nombre de spires : zr) 

Secondaire

Is +

Es

(s)

Rf

Lm

zs

-

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zr Ero -

Impédance magnétisante

Rapport de transformation :

Rr +

+

Impédance du stator

Vs -

(m)

Ls

Rs

Lr

Impédance du rotor

+ Vro

(ro = s)

-

ro = g ro s = s

Ero zr m= = Es zs Machines Asynchrones

18

Fonctionnement à rotor en court-circuit Le rotor est en court-circuit, il est en mouvement et sa pulsation devient :

r = g s Is

(m’)

Ls

Rs

+

+

Vs

Es

-

(s)

Rapport de transformation :

© M. ZEGRARI

Ir

Iso Rf

Lr

Rr

+ Lm

zs

zr

-

Er -

(r)

Er zr m′ = =g =g×m Es zs Machines Asynchrones

19

Schéma monophasé ramené au primaire Nous ramenons les éléments du rotor au stator, en appliquant les règles des modèles ramenés appliquées aux transformateurs : Zs Is

Rs

Z’r jXs

I’r

+

+

Vs

Es

-

-

jX’r

Iso jXm Zm

Rf

Les règles de transformation sont :

L’impédance totale vue du stator :

© M. ZEGRARI

R’r/g

Rr Xr R′r = 2 ; X′r = 2 ; I′r = m Ir m m

Zeq

Zm Z′r = Zs + Zm + Z′r

Machines Asynchrones

20

Essai à vide (g = 0) g = 0  Courant rotorique nul : Ir = 0

MAS à bagues : essai réalisé à rotor ouvert  Ir = 0. MAS à cage : essai sans charge mécanique    s et g0  0. Iso

Rs

jXs Vso

+

+

Vso

Eso

-

-

Rf

jXm

φo

Eso

Rs Iso

jXs Iso

Iso

TENSION NOMINALE

La puissance consommée par la machine est dissipée dans les impédances Zs et Zm : Bilan des puissances :

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Pso = 3

2 R s Iso

2 3 Eso + Rf

Machines Asynchrones

et

Q so = 3

2 Xs Iso

2 3 Eso + Xm

21

Essai à rotor bloqué (g = 1)  = 0  g = 1  Rotor immobilisé et en court-circuit.

MAS  Transformateur triphasé en court-circuit.

Is(rb)

jXs

Rs

I’r(rb)

jX’r

R’r

Iso(rb) + Vs(rb) -

Zs

+ Es(rb) -

Z’r Rf

g = 1  Z’r minimale. Soit : (Zm // Z’r)  Z’r

jXm Zm

TENSION RÉDUITE

La puissance consommée par la machine est dissipée dans les impédances Zs et Z’r : 2 Bilan des puissances : Ps rb = 3 R s + R′r Is(rb)

© M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

et

Qs

rb

2 = 3 Xs + X′r Is(rb)

22

Détermination des paramètres 1. À partir de la mesure en courant continu ou “à chaud “ : On détermine la résistance d’un enroulement du stator Rs. On détermine la résistance d’un enroulement du rotor Rr (cas du MAS à bagues). 2. À partir de l’essai à rotor bloqué :

Xs + X′r

Ps rb R′r = 2 − Rs 3 Is(rb)

Qs rb = 2 3 Is(rb)

En général, on suppose que : X’r = Xs 3. À partir de l’essai à vide : 2 Eso 3 Vso Rf = ≈ Iso cos o Pso

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Xm

Machines Asynchrones

2 Eso 3 Vso = ≈ Iso sin o Q so

23

Plan Principe

Constitution

Modèle de la machine asynchrone

Caractéristiques en régime permanent

Marche industrielle des moteurs asynchrones

© M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

24

Écoulement des puissances

Puissance Électrique Pe

Puissance Transmise Ptr Tem

Alimentation Électrique

Moteur Asynchrone

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Stator

Tu

Tem

Rotor s

Pertes totales au stator ps = pjs + pfs

Puissance Mécanique Pm

Puissance Électromagnétique Pem

Arbre 

Pertes totales au rotor pr = pjr + pfr

Machines Asynchrones



Charge Mécanique

Pertes Mécaniques pméc

25

Estimation des puissances 

Les pertes magnétiques (fer) sont proportionnelles à la fréquence. Au niveau du rotor, la fréquence est : fr = g fs 1 kW  (  1) :

Zs

L

=  Zs

T

≈ Zs

Z′r

L

= ² Z′r

T

Zm

L

= Zm

+ Zs

© M. ZEGRARI

T

T

≈ Z′r T

T

≈ Zm

T

Machines Asynchrones

28

Expression du courant rotorique Nous calculons directement le courant rotorique ramené au stator : I’r

Is

Iso

+

+

Vs

-

jXs

Rs

Rf

Zs jXm

jX’r

R’r / g

Z’r

Zm

-

L’expression du courant rotorique I’r ramené au stator est :

Vs

I′r = R′ R s + gr

© M. ZEGRARI

Vs

=

2

+ Xs + X′r

2

R′ R s + gr

Machines Asynchrones

XT = Xs + X’r

2

+ XT

2

Réactance de fuite totale. 29

Caractéristique mécanique Tem() Exprimons le couple Tem en fonction de la vitesse de rotation  :

Tem =

3p 2 Vs s

R′r g R′ Rs + r g

2

+ XT

2 Tem

Propriétés couple-vitesse

Tem(max)

: d = 0  gd = 1  Tem = Td La machine absorbe Ped = Td s

 Démarrage

 Pour

Zone d’utilisation (Linéaire)

 voisin de s, g est faible :

Td

Tem  kem   où : kem < 0 À

vide :

v =  s  gv = 0  Tv = 0

0

c

s

1

gc

0

g © M. ZEGRARI

Machines Asynchrones



30

Valeurs critiques 

Couple de démarrage : 3p 2 R′r Td = Vs s R s + R′r 2 + XT



Couple électromagnétique maximal : Tem



2

Il dépend fortement de la résistance R’r du rotor.

3p Vs2 max = s 2

1

R s + R2s + XT2

Couple maximal inversement proportionnel à XT et indépendant de R’r.

Couple maximal pour un glissement critique gc :

gc =

R′r R2s + XT2

© M. ZEGRARI

Glissement critique proportionnel à la résistance R’r du rotor. Machines Asynchrones

31

Modèle et équations simplifiés Hypothèses 

Nous négligeons les pertes Joule au stator (Rs = 0).



Nous négligeons les pertes fer au stator (Rf = )

Modèle simplifié

Paramètres I’r

Is +

+ Vs

Vs -

R’r / g

jXT

Tem

Iso jXm

-

© M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

3p 2 = V s s R′r g

R′r g 2

+ XT

Tem

3p Vs2 max = s 2XT

gc =

R′r XT

2

32

Visualisation des puissances La puissance transmise est :

Ptr = Pem + pjr

Ptr = Tem.s

Ptr = Tem. s

Avec :

Pem = Tem.

pjr = Tem.r Pem = Tem.

Tem Point de fonctionnement

Tem(max) Td

Puissance transmise Ptr Tr

pjr

Pem  g

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1

s



0 Machines Asynchrones

33

Estimation du rendement Dans les machines de forte puissance, il est possible de négliger l’ensemble des pertes au stator ainsi que les pertes mécaniques :

Pa = Pe = Ptr + (pjs + pfs)  Ptr Pu = Pm = Pem – pméc  Pem Or :

Pem = Ptr (1 – g)

L’expression approchée du rendement s’écrit :

Pu Pem = ≈ = 1−g Pa Ptr  Plus le glissement est élevé, plus le rendement de la machine est faible.

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Machines Asynchrones

34

Plan Principe

Constitution

Modèle de la machine asynchrone

Caractéristiques en régime permanent

Marche industrielle des moteurs asynchrones

© M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

35

Marche industrielle des MAS Il s’agit d’assurer les fonctionnalités suivantes : 

Raccordement électrique au réseau d’alimentation.



Configuration du dispositif de commande et de protection.



Couplage des enroulements.



Inversion du sens de marche.



Modes de démarrage (direct ou progressif).



Modes de freinage (naturel ou forcé).



Vitesse de rotation (fixe ou variable).

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Machines Asynchrones

36

Raccordement du MAS 

Les plaques à bornes des moteurs standards sont conformes à la norme NFC 51 120.



Les repères sont conformes à la CEI 34-8 par six bornes : (U1,V1,W1) et (U2,V2,W2)

U1

V1

W2

W1

U2

V2

Plaque à bornes d’une machine asynchrone Lorsque le moteur est alimenté par un réseau triphasé direct (A,B,C) ou (L1,L2,L3) aux bornes (U1,V1,W1), il tourne dans le sens horaire lorsqu’on est placé face au bout d’arbre.

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Machines Asynchrones

37

Couplage des enroulements L1

L2

L3

L1

L2

L3

Moteur bi-tension 220/380 V U1

W2

V1

U2

W1

U1

V1

W1

V2

W2

U2

V2

Couplage Etoile (Y)

Plaque Moteur

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Couplage Triangle () Réseau d’alimentation 127/220 V

220/380 V

127/220 V

Étoile

220/380 V

Triangle

Étoile

380/660 V

Sous-alimenté

Triangle

Machines Asynchrones

380/660 V

Étoile 38

Modes de démarrage 

Démarrage Direct.



Démarrage sous tension réduite :

• Démarrage Étoile-Triangle : Te et Id sont divisés par 3. • Utilisation d’un autotransformateur.

• Démarrage électronique par gradateur. 

Démarrage Statorique (insertion d’impédances au stator).



Démarrage Rotorique (insertion d’impédances au rotor dans le cas d’un moteur asynchrone à rotor bobiné).



Démarrage à l’aide d’un variateur de vitesse.

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Machines Asynchrones

39

Démarrage Direct : Câblage L1

L2

Circuit de Commande

Circuit de Puissance

L3

1

3

5

2

4

6

1

3

5

2

4

6

SF Sectionneur Porte-Fusibles

Transformateur

Q

95

KML

RT 96 11

Contacteur de Ligne AT

1

3

12

5

RT 2

4

6

U

V

W

13

Relais Thermique

MA 14

13 KML 14

A1

MAS

MAS Moteur Asynchrone

A2 KML

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Machines Asynchrones

40

Inversion du sens de marche L1

L2

Circuit de Puissance

L3

Circuit de Commande

Q

Q

RT Verrouillage KM-AV

AT

KM-AR

MAV

KM-AV

KM-AR

MAR

RT KM-AR U

V

KM-AV

W

MAS KM-AV © M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

KM-AR

41

Démarrage Étoile-Triangle L1

L2

L3

Phases de fonctionnement

Q

 Phase

1 : Démarrage Fermeture du contacteur de ligne KML et couplage en Étoile (KMY). Le moteur est alimenté sous une tension réduite.

KML

RT

U1

V1

MAS W2

U2

 Phase

W1

KMD Couplage Triangle V2

2 : Fonctionnement nominal Ouverture du contacteur KMY et passage au couplage triangle (KMD). Le moteur est à présent alimenté sous sa tension nominale.

KMY : Couplage Etoile © M. ZEGRARI

Machines Asynchrones

42

Démarrage Électronique L1

L2

L3

Fonctionnement

Q

 Variation

de la valeur efficace de la tension Vs par réglage de l’angle de retard à l’amorçage des thyristors.

KML

 Intégration

des fonctions de protections et de contrôle avancées.

RT

Gradateur

V

U

MAS

© M. ZEGRARI

W

Démarreur Industriel BT : SMC-3 Machines Asynchrones

Démarreur Industriel HT : ABB

43

Démarrage Statorique L1

L2

L3

Phases de fonctionnement

Q

 Phase

1 : Démarrage Fermeture du contacteur : passage par la totalité de l’impédance Z.  Courant de démarrage Id réduit.

KML

RT

 Phase

Z

KM1

KM2

2 : Temps intermédiaire Fermeture du contacteur KM1. Passage par une partie de Z.  Courant intermédiaire Id2.

 Phase

3 : Fonctionnement nominal Fermeture du contacteur KM2. impédance Z court-circuitée.  Courant nominal In.

MAS

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Machines Asynchrones

44

Démarrage Rotorique L1

L2

L3

Phases de fonctionnement

Q

 Phase

1 : Démarrage Fermeture du contacteur KML. Courant du rotor limité par toute la résistance du Rhéostat.

KML

RT

 Phase

2 : Temps intermédiaire Fermeture du contacteur KM1. Passage par une partie de R.  Courant intermédiaire Id2.

MAS

 Phase

3 : Fonctionnement nominal Fermeture du contacteur KM2. Rhéostat court-circuité.  Courant nominal In.

KM2

Rhéostat KM1

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Machines Asynchrones

45

Modes de freinage L’arrêt normal des moteurs électriques est obtenu par décélération naturelle, le temps d'arrêt dépend uniquement de l'inertie de la machine entraînée. Cependant, certaines applications exigent de contrôler le temps de décélération en mettant en œuvre des procédés de freinage. Par rapport aux freinages mécaniques et hydrauliques, le freinage électrique apporte une solution simple et efficace et offre l'avantage d'être régulier et de ne faire intervenir aucune pièce d'usure. 

Freinage hypersynchrone.



Freinage par contre-courant.



Freinage par injection de courant continu.



Freinage magnétique par courants de Foucault.

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Machines Asynchrones

46

Freinage électrique Sens Inverse

Tem

Sens Direct

G

M

Freinage Tem(+ )

Q1

Q4

Freinage

- s

- n

Tem(– )

Hypersynchrone

Contre-courant

Q3

Q2

M

G

Sens Inverse

Sens Direct Machines Asynchrones

Tr() Charge n

s



47

Classes des MAS : Norme NEMA C’est une classification des moteurs asynchrones à cage afin d’adapter leurs caractéristiques nominales aux charges mécaniques usuelles. Pour un moteur asynchrone, le rapport (Td/Tn) est proportionnel à Rr alors que le rapport (Id/In) lui est inversement proportionnel. 

Couple de démarrage :

Td = 

3p 2 R′r Vs s R s + R′r 2 + XT

2

Glissement critique correspondant :

R′r gc = XT © M. ZEGRARI

Caractéristiques normalisées des classes NEMA des moteurs asynchrones. Machines Asynchrones

48

Classes des MAS : Synthèse Tableau des caractéristiques normalisées des classes NEMA des moteurs asynchrones :

Couple de démarrage

Couple nominal

Couple de décrochage

Courant de démarrage

Starting Torque

Basse vitesse Pull-Up Torque

Breakdown Torque

Locked Rotor Current

Td/Tn (%)

Tmin/Tn (%)

TdmaxTn (%)

Id/In (%)

g (%)

A

70 - 275

65 - 190

175 - 300

----

0.5 - 5

B

70 - 275

65 - 190

175 - 300

600 - 800

0.5 – 5

C

200 - 285

140 - 195

190 - 225

600 – 800

1-5

D

275

----

275

600 - 800

>5

Classe NEMA

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Machines Asynchrones

Glissement nominal

49

Types de services des MAS (Norme CEI 34-1) Indice

Type de service

Mode de fonctionnement

S1

Service continu

Fonctionnement à charge constante et en continu.

S2

Service temporaire

Fonctionnement à charge constante et pendant un temps déterminé.

S3

Service intermittent périodique

Suite de services identiques.

S4

Service intermittent périodique à démarrage

Suite de services identiques et de démarrage.

S5

Service intermittent périodique à freinage

Suite de services périodiques avec démarrages et freinages.

S6

Service continu à charge intermittente

Suite de services identiques avec périodes de charges et périodes à vide.

S7

Service continu périodique à freinage électrique

Suite de services identiques comprenant des démarrages, fonctionnement en charge et des freinages.

S8

Service continu périodique à changement de charge et de vitesse

Suite de services identiques comprenant des périodes de fonctionnement en charge et des changements de vitesses de rotation.

S9

Service à variation non périodique de charge et de vitesse

Suite de services non périodiques comprenant des périodes de fonctionnement en charge et des changements de vitesses de rotation.

S10

Service à régimes constants distincts

Service comprenant au plus 4 valeurs de charge distinctes.

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Machines Asynchrones

50

Procédés de variation de la vitesse Hypothèses de calcul :  Résistance

du stator Rs négligée

 Réactance

totale : XT = Xs + X’r = LT s

Équations simplifiés :

Es Vs = ≈ s s

;

Tem

3p Vs2 3p max = ∙ = ² s 2XT 2LT

;

R′r gc = XT

Variation de la vitesse par modification de la caractéristique du couple Tem(). Paramètres de variation de la vitesse :  Nombre

de paires de pôles : p

 Tension

d'alimentation

: Vs

 Résistance

rotorique

: Rr

 Fréquence

d'alimentation

: fs

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Machines Asynchrones

51

Action sur le nombre de pôles Moteur DAHLANDER Ce moteur est réalisé avec une conception particulière de l'enroulement statorique. Cette conception permet, grâce à des connexions extérieures, de varier le nombre de paires de pôles (p) de la machine, et par conséquent la vitesse de rotation.

On se limite en général à deux vitesses : Petite Vitesse et Grande Vitesse.

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52

Couplage du moteur DAHLANDER Le couplage des enroulements du moteur DAHLANDER est le suivant :

Deux configurations sont proposées : 

Couplage Parallèle-Étoile : Grande Vitesse



Couplage Série-Triangle : Petite Vitesse

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Machines Asynchrones

53

Action sur la tension statorique Vs Solution réalisée par un autotransformateur ou un gradateur de tension. = Tem

Tem

Tr = k ²

Vs1

Vs1 = 100 %

Vs3

MAS à cage

Vs3 = 65 %

min max

s

MAS à bagues

Vs4 

min



max

s



couple maximal Tem(max) est atténué  Faible couple de démarrage.

 Charges 

Tr = k 

Vs2

Vs2 = 85 %

 Le

Vs 3p R′ ² ; g c = r ; Tem max = s 2LT XT

Tr = k.n avec service continu : Pompes, Centrifugeuses, Ventilateurs.

L’augmentation du glissement entraîne une diminution du rendement :  = (1 – g)

 Le

glissement critique gc se conserve puisqu'il est indépendant de la tension Vs.

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Machines Asynchrones

54

Action sur la résistance rotorique Solution applicable uniquement aux moteurs à rotor bobiné. Tem Tem(max)

Rr2

Rr1

=

Rr0

Vs 3p R′ ² ; g c = r ; Tem max = s 2LT XT

Tr

s





Le couple maximal Tem(max) reste constant : Td est important tout en diminuant Id.



Charges à couple constant Tr = k : engins de levage, treuil.



L’augmentation du glissement entraîne une diminution du rendement.



Le glissement gc augmente avec R’r : le rendement est diminué.

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55

Action sur la fréquence d’alimentation On varie la vitesse s du champ tournant par action sur la fréquence fs de la source Vs : Tem

fsn

Tem(max)

=

Vs 3p R′ ² ; g c = r ; Tem max = s 2LT XT

fs Tr

sn



 Le

couple maximal Tem(max) reste inchangé.

 Le

glissement reste pratiquement constant, le rendement est conservé.

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Commande V/f Objectif : Éviter la saturation du circuit magnétique et limiter le courant à vide Iso. Procédure : Maintenir le flux constant en ajustant la fréquence fs avec la tension Vs : Usage général : Bon rendement et bon couple même a basses vitesses. vs Redresseur

Filtre

Onduleur à transistors

Tension instantanée

=

Vs : constant s

t

A

Tension moyenne

B

MAS

C

is Courant moteur

t

Convertisseur indirect de fréquence :  Redresseur triphasé à diodes.  Onduleur à transistors IGBT.

© M. ZEGRARI

Tension et courant fournis par l’onduleur à Modulation de Largeur d’Impulsions (MLI).

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Variateur de vitesse industriel  Démarrage

Régime établi



Démarrage et arrêt : réglage de l'accélération et de la décélération au moyen d’un profil de vitesse.



Variation et régulation de la vitesse : certains variateurs sont munis d'un régulateur de vitesse avec une boucle de retour.



Inversion du sens de rotation : cette fonction est souvent réalisée par inversion de la consigne à l’entrée du variateur.



Freinage : réalisé par injection du courant continu dans le moteur avec un fonctionnement réversible de l’étage de puissance.



Protections intégrées : contre les courts-circuits, les surtensions et les chutes de tension, les déséquilibres et la marche en monophasé.

Arrêt

t tacc

tdéc

Modèles de variateurs de vitesse industriels pour Moteurs Asynchrones

© M. ZEGRARI

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