résumé du chapitre précédent. stator carcasse rotor inducteur

Résumé du chapitre précédent

Résumé du chapitre précédent

Stator

carcasse

Rotor

Inducteur

ua tension d’induit

ia courant d’induit

ua

ia

Tu

Les grandeurs physiquesLes grandeurs physiques

MCC

Tu moment du couple utile vitesse angulaire de rotation

Tension

d’alimentatin :

Excitation

Courant d’induit

Force électromotriceE = K

E

uaCircuit

électrique

+

-Laplace

Faraday

VitesseAngulaire

+

-Couple de charge

Tch

ia

Arbre mécanique

InduitCouple électromécanique

Tem = K ia

Tem

Champ magnétique

Modèle simplifié en régime permanentModèle simplifié en régime permanent

Tem Tch

FrottementsTp

ua

ia

E= K

Ra

Circuit électrique

Lorsque i = cte l’inductance est sans effet

Ldi/dt = 0

Arbre mécanique

Lorsque = cte l’inertie est sans effet

Jd/dt = 0

Ua = E + Ra.Ia

Tem = Tch + Tp

Moteur à courant continu:

Analyse des fonctionnements

Moteur à courant continu:

Analyse des fonctionnements

1 Introduction à l’étude des régimes permanents

2 Machine à flux indépendant alimentée en tension

3 Machine à flux indépendant alimentée en courant

4 Machine à flux lié alimentée en tension

5 Machine à flux lié alimentée en courant

6 Démarrage - Freinage

Introduction à l’étude des régimes permanentsIntroduction à l’étude des régimes permanents

MCC

ua

ia

Tu= Tch

iex

Source

Frein

Grandeurs réglantes (causes)

On peut agir directement sur elles

- Ua la tension d’induit

- Iex le courant d’excitation

- Tch le moment du couple de charge

Grandeurs réglées: (effets)

On ne peut que constater leur valeurs

- la vitesse angulaire

- Ia le courant d’induit

Pour une commande en courant c’est Ia qui est réglante et Ua qui est réglée

Caractéristique pour l ’analyseCaractéristique pour l ’analyse

Grandeur réglante (Cause)

Grandeur réglée (Effet)

0

Valeur nominale

Valeur nominale N

Conditions d’essais:

Les constantes

Caractéristique pour l ’analyseCaractéristique pour l ’analyse

Couple de freinage

Vitesse angulaire

0

TN

N

N

Ua = UN

Iex = IexN

= f(Tch)

Loi de commandeLoi de commande

Grandeur réglée (Effet)

Valeur nominale

Grandeur réglante (Cause)

0

Valeur nominale N

Conditions d’essais:

Les constantes

Loi de commandeLoi de commande

Tch

0

TN N

N

Ua = UN

Iex = IexNP

Charge

Tch = f()

Couple nécessaire à la charge

Couple que peut fournir

le moteur

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Essai à vide: réglage de la vitesse

Source de tension

Tch = 0

ia0

MCC

ua 0

iex

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Essai à vide: réglage de la vitesse

N

Tch = 0

Iex = IexN

0 = f(Ua)

Commande par l’induit

Tension d’alimentation0

UN

Ua

N

0

Vitesse à vide

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Essai à vide: réglage de la vitesse

N

Tch = 0

Iex = IexN

Ia0 = f(Ua)

Commande par l’induit

Tension d’alimentation0

UN

Ua

IN

Ia0

Courant à vide

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Essai à vide: réglage de la vitesse

N

Tch = 0

Ua = UN

0 = f(iex)Commande par l’inducteur

Courant d’excitation0

iN

iex

N

0

Vitesse à vide

Nécessité d’un système de démarrage

Emballement quand iex tend vers zéro

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Essai à vide: réglage de la vitesse

N

Tch = 0

Ua = UN

Ia0 = f(iex)

Commande par l’induit

Interdit

Courant d’excitation0

IN

iex

IN

Ia0

Courant à vide

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Essai en charge = f(Tch)

Source de tension

Ua = cte

Iex =IexN

Frein

MCC

ua

ia

Tch

iex

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Essai à en charge

N

Ua = cte

Iex = IexN

= f(Tch)

Couple de charge0

TN

Tch

N

Vitesse en charge

½ UN

UN

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Essai en charge

N

Ua = cte

Iex = IexN

Ia = f(Tch)

Commande par l’induit

Couple de charge0

TN

Tch

IN

Ia

Courant en charge

Ia0

Ua

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Fonctionnement dans les 4 quadrants

Ua = cte

Iex = IexN

= f(Tch)

0Tch

½ UN

UN

-½ UN

-UN

Moteur AV

Moteur AR

Frein AV

Frein AR

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en tensionalimentée en tension

Fonctionnement dans les 4 quadrants

Ua = cte

Iex = IexN

Ia = f(Tch)

0Tch

Ia

UN

-UN

Moteur AV

Moteur AR

Frein AV

Frein AR

Machine à flux indépendantMachine à flux indépendantFonctionnement dans les 4 quadrants = f(Tch)

Tch

MAVFAV

MAR FAR

Commande par l’inducteur

Commande par l’induit

Ua = cte

Iex = IexN

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en courantalimentée en courant

Essai à rotor bloqué:

Tu = f(Ia)

Réglage du couple

Source de courant

Blocage du rotor

MCC

ua

ia

Tu

= 0iex

= 0

Iex = IexN

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en courantalimentée en courant

Essai à rotor bloqué:

N

= 0

Iex = IexN

Tu = f(Ia)

Réglage du couple

Courant d’alimentation0

IN

Ia

TN

TuCouple utile

Machine à flux indépendant Machine à flux indépendant alimentée en courantalimentée en courant

Essai à rotor bloqué:

N

= 0

Iex = IexN

Ua = f(Ia)

Réglage du couple

Courantd’alimentation0

IN

Ia

UN

UaTension d’induit

Machine à flux lié alimentée en tensionMachine à flux lié alimentée en tension

Essai à vide: réglage de la vitesse

Source de tension

Tch = 0

ia0

MCCu

0

Machine à flux lié alimentée en tensionMachine à flux lié alimentée en tension

Essai à vide: réglage de la vitesse

N

Tch = 0

Iex = Ia

0 = f(U)

Tension d’alimentation0

UN

U

N

0

Vitesse à vide

Attention U << UN !!

Machine à flux lié alimentée en tensionMachine à flux lié alimentée en tension

Essai à vide: réglage de la vitesse

N

Tch = 0

Iex = Ia

Ia0 = f(U)

Tension d’alimentation0

UN

U

IN

Ia0

Courant à vide

Machine à flux lié alimentée en tensionMachine à flux lié alimentée en tension

Essai en charge = f(Tch)

Source de tension

U = cte

Iex =Ia

Frein

iex = ia

Tch

MCCu

Machine à flux lié alimentée en tensionMachine à flux lié alimentée en tension

Essai à en charge

U = cte

Iex = Ia

= f(Tch)

Couple de charge0

TN

Tch

N

Vitesse en charge

0,8UN

UN

Attention: sous tension nominale enmballement à vide !!

0,2UN

0,4UN

0,6UN

Machine à flux lié alimentée en tensionMachine à flux lié alimentée en tension

Essai en charge

N

U = cte

Iex = IaIa = f(Tch)

Couple de charge0

TN

Tch

IN

Ia

Courant en charge

Flux indépendant

Flux lié

Fonctionnement en alternatifFonctionnement en alternatif

iaiex

Tem

Excitation dérivationExcitation dérivation

= 0Mu

iex

Valeur moyenne du couple nulleValeur moyenne du couple nulle

t

Fonctionnement en alternatifFonctionnement en alternatifExcitation sérieExcitation série

0

Tem

ia = iex

u

ia= iex

M

t

Valeur moyenne du couple non nulleValeur moyenne du couple non nulle

Applications « récentes »Applications « récentes »Asservissement de positionAsservissement de position

Mcc

Retour

+

- A

e

Consigne

S

Sortie

Potentiomètre d’entrée

Potentiomètre de recopie

ue ur

Applications « récentes »Applications « récentes »Asservissement de vitesseAsservissement de vitesse

Consigne

e

+ -

A

Retour

DT

S

Sortie

Mccue

ur

Applications « récentes »Applications « récentes »Asservissement de vitesse IIAsservissement de vitesse II

Consigne

e Retour vitesse+

-

A

S

SortieDTMccRetour

courant

-

+

Capteur de vitesse

Capteur de courant

Applications « récentes »Applications « récentes »Alimentation de puissanceAlimentation de puissance

Bobinede lissage

Résistancede freinage

Retour courant

Condensateur tampon

Mcc