Principe de fonctionnement du moteur à induction

      Le principe de fonctionnement des moteurs asynchrones est basé sur la production d’un champ tournant. Telle que on considère un aimant tournant produit un champ  électromagnétique     qui  traverse un cylindre métallique.

      Les génératrices du cylindre placées dans le champ se  comportent  comme  des  brins  actifs             (AB et CD).

      Elles sont parcourues par un courant Ф  proportionnel à F et engendrent des forces perpendiculaires qui constituent le couple.

On constate que le cylindre suit la rotation de l’aimant avec un léger décalage appelé glissement  

Sur les moteurs asynchrones triphasé .le champ  tournant est produit par  trois bobinages fixes  

géométriquement décalés de  120°, et parcourus par des courants  alternatifs présentant le même

décalage électrique. Les trois champs alternatifs  qu’ils produisent se composent pour former un

champ tournant d’amplitude constante comme il a présenté dans cette figure.

Constitution des Moteurs Asynchrone

Les moteurs asynchrones, appelles moteur à induction, sont pratiquement tous des moteurs triphasés. Ils sont basés sur l’entraînement d’une masse métallique par l’action d’un champ tournant,[4].

Les  moteurs  asynchrone  triphasé sont des convertisseurs electro-magnétique qui

transforment l’énergie électrique fournie par le réseau en énergie mécanique dans la vitesse de

rotation N pour une fréquence donné ‘F’ dépend de la charge  [5]

              Les moteurs asynchrones comportant deux armateurs coaxiales à champ tournant, l’une est fixe (c’est le stator) et l’autre mobile (c’est le rotor), [4] .

III.1. Le Stator :

Historique Sur Les Machines Asynchrones

Historiquement le dix-neuvième siècle  fût l’époque des grandes découvertes en Electrotechnique dont les bases fondamentales ont été établies (1820--1830) par des hommes de

science parmi lesquels on peut citer, OERSTED, AMPERE, BIOT, SAVART, LAPLACE, OHM, FARADAY; Plus tard en (1873) MAXWELL formalisa les lois de l’électromagnétisme moderne dans son ouvrage fameux;"Treatise on Eelectricity and Magnétisme".

      Mais  ce  n’est  qu’à  partir  de  (1870)  que l’électrotechnique industrielle s’affirma notamment grâce a la production d`énergie électrique par les génératrices a  courant continu (dynamos) de gramme et de siemens. Ensuite, dans les années  (1880), furent conçus les alternateurs et les transformateurs polyphasés. Les premiers devaient concurrencer et détrôner les dynamos pour la production de l’électricité, enfin les travaux du yougoslave TESLA et de l’italien FERRARIS complétèrent les systèmes a courants alternatifs polyphasés par la conception et la construction des machines d’induction ou asynchrones en (1888).

      Les machines asynchrones couvent actuellement l’essentiel  de besoins de la  transformation d’énergie électrique en énergie mécanique,  A titre d’exemple, elle sont utilisées  pour la  quasi-totalité des fonction  auxiliaires d’une centrale de production électrique  ; il sont généralement de même dans les procédés industrielles. L’étude de ces machines acquit donc une grande importance.

PRINCIPE DE LA COMMANDE VECTORIELLE

Le principe de base de la commande vectorielle a été proposé par BALSCHKE et HASSE dans les années 70. Cette commande consiste à orienter le vecteur courant et le vecteur flux afin de rendre le comportement de la machine synchrone similaire à celui d’une machine à courant continu à excitation séparée (MCC) où le courant inducteur contrôle le flux et le courant d’induit contrôle le couple. Il s’agit de placer le référentiel (d, q) de sorte que le flux soit aligné sur l’axe direct (d). Ainsi, le flux est commandé par la composante directe du courant et le couple est commandé par l’autre composante.

Le but de la commande vectorielle appliquée à la MSDE est d’éliminer le problème de couplage entre l’induit et l’inducteur en dissociant le courant statorique en deux composantes  en quadrature, Par conséquent, l’expression du couple montre que pour le contrôler, il faut contrôler les courants Id, Id .Ainsi le comportement de la MSDE devient similaire à celui de la machine à courant continue (figure IV.1).

MODELISATION DES CONVERTISSEURS MSDE

Le schéma de principe d’un pont redresseur est donné par la figure III.2.

La tension de sortie du redresseur «

Ud » est :

U

Modélisation du filtre

Le filtre est constitué d’une inductance montée en parallèle avec un condensateur

. La figure (II.4) le schématisé.

STRUCTURE GENERALE DE L’ALIMENTATION DE LA MSDE

La machine synchrone à double étoile est un dispositif à vitesse variable, ou la fréquence des tensions d'alimentation est délivrée par un convertisseur statique est asservi à la position du rotor.

L'existence des deux stators nécessite une alimentation par deux onduleurs de tension à transistors dont la commande de la MLI est décalée d'un angle "

Les deux onduleurs sont alimentés par un même pont à diodes dont la tension de sortie est filtrée par un filtre passe-bas LC. Le schéma synoptique d’un MSDE et son alimentation est présentée par la figure suivante :

γ".

STRUCTURE GENERALE DE L’ALIMENTATION DE LA MSDE

La machine synchrone à double étoile est un dispositif à vitesse variable, ou la fréquence des tensions d'alimentation est délivrée par un convertisseur statique est asservi à la position du rotor.

L'existence des deux stators nécessite une alimentation par deux onduleurs de tension à transistors dont la commande de la MLI est décalée d'un angle "

Les deux onduleurs sont alimentés par un même pont à diodes dont la tension de sortie est filtrée par un filtre passe-bas LC. Le schéma synoptique d’un MSDE et son alimentation est présentée par la figure suivante :

γ".