PFE & RAPPORT ELABORATION D’UN LOGICIEL DE PREDETERMINATION DU COMPORTEMENT EN CHARGE D’UNE GENERATRICE ASYNCHRONE TRIPHASEE ILOTEE EN MARCHE BIPHASEE PDF
Introduction générale
CHAPITRE I RAPPELS SUR LA MACHINE ASYNCHRONE TRIPHASEE
I.1.CONSTITUTION DE LA MACHINE ASYNCHRONE TRIPHASEE
I.2.LE CHAMP MAGNETIQUE GLISSANT
I.3. LE COUPLE ELECTROMAGNETIQUE
I.4.REGIMES DE FONCTIONNEMENT DE LA MACHINE ASYNCHRONE TRIPHASEE EQUILIBREE
I.4.1.Le glissement
I.4.2.Allure du couple électromagnétique en fonction du glissement g
I.5.CONDITIONS GENERALES POUR QUE LA MACHINE ASYNCHRONE TRIPHASEE PUISSE TRAVAILLER EN GENERATRICE ASYNCHRONE AUTONOME EQUILIBREE
I.5.1.Conditions générales
I.5.2.Capacité d’excitation à vide en régime équilibré
I.5.3.Adaptation de la valeur des capacités
I.5.4.Excitation et désexcitation de la génératrice
I.5.4.1.Excitation
I.5.4.2.Désexcitation
CHAPITRE II MODELISATION DE LA GENERATRICE ASYNCHRONE TRIPHASEE ILOTEE EN MARCHE DESEQUILIBREE
II.1.POSITION DU PROBLEME GENIE INDUSTRIEL
II.2.MODELISATION DE LA MACHINE ASYNCHRONE EN REGIME EQUILIBRE – PREMIERE APPROXIMATION
II.2.1.Grandeurs principales caractérisant la machine asynchrone
II.2.1.1.Expressions des tensions
II.2.1.2.Expressions des courants
II.2.1.3.Expressions des inductances
II.2.2.Schéma équivalent en marche équilibrée
II.3. MODELISATION DE LA GENERATRICE ASYNCHRONE TRIPHASEE ILOTEE EN MARCHE BIPHASEE – EFFET DE L’ONDE INVERSE
CHAPITRE III EQUILIBRAGE DE LA GENERATRICE ASYNCHRONE RIPHASEE ILOTEE EN MARCHE BIPHASEE ET MODE DE REPARTITION DES CAPACITES SUR LES PHASES
III.1. POSITION DU PROBLEME
III.2. CALCUL DES CAPACITES D’EXCITATION
III.2.1.Rappel sur le théorème de FORTESCUE
III.2.2.Recherche de la condition générale d’équilibre
III .3. REPARTITION DES CONDENSATEURS SUR LES TROIS PHASES DU STATOR
III.4. DETERMINATION DES CAPACITES D’ EQUILIBRAGE DE LA GENERATRICE
CHAPITRE IV DETERMINATION DU POINT DE FONCTIONNEMENT NOMINAL DE LA GENERATRICE ASYNCHRONE TRIPHASEE ILOTEE EN MARCHE
BIPHASEE
IV.1.INTRODUCTION
IV.2. FONCTION DE TRANSFERT F EN REGIME DESEQUILIBRE
IV.3. DETERMINATION DU POINT DE FONCTIONNEMENT NOMINAL
CHAPITRE V COMPORTEMENT DE LA GENERATRICE ASYNCHRONE TRIPHASEE ILOTEE A CHARGE BIPHASEE VARIABLE – RESULTATS DES SIMULATIONS
V.1. COMPORTEMENT DE LA MACHINE LORSQUE LA CHARGE SUBIT UNE LENTE VARIATION
V.1.1. POSITION DU PROBLEME
V.1.2. RESOLUTION NUMERIQUE DE L’ EQUATION DE TRANSFERT F=0
V.1.2.1.ORGANIGRAMME
V.1.2.2. DETERMINATION DES GRANDEURS ELECTRIQUES
V. 1.3 PREVISIONS THEORIQUES ET RESULTATS DES SIMULATIONS
APERCU SUR L’ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL ANNEXES
ANNEXE A : REGIMES TRANSITOIRES
INTRODUCTION
RAPPELS
MODELISATION D’UNE PHASE
EQUATIONS DE FONCTIONNEMENT DE LA GENERATRICE
ANNEXE B : LIGNES DE PROGRAMMES
ANNEXE C : DETERMINATION PRATIQUE DES PARAMETRES DIRECTS DU SCHEMA
EQUIVALENT DE TRAVAIL
RAPPEL SUR L’UTILISATION D’UN WATTMETRE
ESSAI A VIDE A LA VITESSE DE SYNCHRONISME
MESURE DES PARAMETRES STATORIQUES
DETERMINATION DES PARAMETRES ROTORIQUES
DETERMINATION PRATIQUE DES PARAMETRES INVERSES
VALEURS NUMERIQUES
LISTES DES SYMBOLES ET ABREVIATIONS
BIBLIOGRAPHIE
Conclusion générale
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RAPPELS SUR LA MACHINE ASYNCHRONE TRIPHASEE
CONSTITUTION DE LA MACHINE ASYNCHRONE TRIPHASEE
La machine asynchrone triphasée est un système électromécanique qui transforme de l’énergie électrique en énergie mécanique ou vice-versa. Elle est constituée principalement d’un stator (partie fixe), et d’un rotor (partie mobile) séparés par un entrefer qui est généralement faible.
En effet, les machines à rotor bobiné sont généralement des machines de grande puissance.
LE CHAMP MAGNETIQUE GLISSANT
Le transfert d’énergie entre le stator et le rotor, sous forme électromagnétique (forme d’énergie intermédiaire), a lieu principalement dans l’entrefer. Ce transfert d’énergie se traduit par la circulation d’un champ magnétique appelé champ magnétique glissant.
Mise en évidence du champ magnétique glissant Soit un point fixe quelconque M de l’entrefer. M voit défiler, à chaque instant t, un vecteur excitation magnétique H : ENTREFER STATOR (t’) H xM ROTOR (t)
Caractéristiques du vecteur excitation H
– La direction est fixe et radiale (loi du flux maximal et théorème d’Ampère [9]) ;
– Le module est variable et périodique.
Tout se passe comme si un deuxième rotor, comportant des pôles alternativement nord et sud, tourne à l’intérieur de l’entrefer et on parle de rotor fictif Origine du champ magnétique glissant Le théorème de FERRARIS sur les machines asynchrones triphasées explique l’origine du champ magnétique glissant.
Enoncé du théorème de FERRARIS,
« p systèmes de bobines triphasées, reparties régulièrement sur le périmètre de l’entrefer et alimentées par un système de courants triphasés de pulsation ω créent p paires de pôles de champ glissant de pulsation de rotation p s ω = Ω » .
LE COUPLE ELECTROMAGETIQUE
L’analyse de fonctionnement de la machine à induction est surtout basée sur le champ magnétique glissant. Comme les autres machines tournantes, le couple électromagnétique qui prend naissance au niveau de la machine asynchrone triphasée est le résultat de l’interaction de deux champs magnétiques glissants :
• le premier, en vertu du théorème de FERRARIS, est créé par les courants statoriques et tourne à la vitesse appelée vitesse de synchronisme notée s Ω ;
• le second champ magnétique glissant est créé par les courants rotoriques, suite à un phénomène d’induction électromagnétique. Ce champ tourne avec une pulsation relative
Ω − Ω = Ω
s r
(1.1)
Où Ω est la pulsation de rotation du rotor.
La superposition de ces deux champs glissants donne le champ glissant résultant et on montre [1] que ce dernier tourne à la vitesse de synchronisme s Ω .
En vertu de la traduction de la loi de LENZ [9], ce couple électromagnétique tend à s’opposer à la cause qui lui donne naissance, c’est-à-dire à la rotation relative du rotor (responsable de l’apparition du phénomène d’induction) par rapport au champ tournant résultant. En d’autres termes, ce couple tend à annuler la différence Ω − Ω = Ω s r
Pour cela :
* Le couple accélère le rotor si ce dernier tourne moins vite que le champ glissant résultant, c’est- à-dire pour Ω > Ω s ;
*Dans le cas contraire, le couple électromagnétique contraint le rotor à tourner moins vite c’est-à- dire pour Ω < Ω s .
On verra plus loin que pour ce régime de fonctionnement, la machine absorbe de l’énergie mécanique au bout de l’arbre rotorique. Remarque
Le couple électromagnétique n’existe au sein de la machine que si
Ω ≠ Ω
S. En effet, le cas contraire empêche le phénomène d’induction de prendre naissance au niveau des enroulements du rotor et empêche la formation du deuxième champ magnétique glissant donc du couple électromagnétique.
