Transcript Autopilotage des machines synchrones

2009/2010
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Introduction
 Définition de machine synchrone
 Types des machines synchrones
 Constitutions d’une machine synchrone
 Principe de fonctionnement
Autopilotage des machines synchrones
 présentation de l’autopilotage
 Possibilité de l’autopilotage
 Réalisation de l’autopilotage
Conclusion
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
Définition
Le terme de machine synchrone regroupe
toutes les machines dont la vitesse de rotation
de l’arbre de sortie est égale à la vitesse de
rotation du champ tournant.
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Types des machines synchrones
- Machines à pôles saillants
- Machines à pôles lisses
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Constitutions
Il est constitué d’un enroulement parcouru par
un courant d’excitation Ie continu créant un
champ magnétique 2p polaire. Il possède donc p
paires de pôles.
Le rotor est caractérisé par son nombre de
paires de pôles p :
• p = 1 (2 pôles)
• p = 2 (4 pôles)
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Les enroulements du stator sont le siège de
courants alternatifs monophasés ou triphasés.
Il possède le même nombre de paires p de
pôles.
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 principe de fonctionnement
Phase 1
Le champ tournant
crée des pôles fictifs
Pôle nord
Pôle sud
Phase 3
Phase 2
t
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Fonctionnement à vide
Phase 1
N
Le champ tournant
crée des pôles fictifs
Ceux-ci attirent les
pôles réels du rotor
S
Pôle nord
Pôle sud
N
Phase 3
Phase 2
S
t
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Fonctionnement en charge
Phase 1
N
L’angle Θ (champ
rotorique/champ
statorique) dépend du
couple développé Plus
le couple résistant
augmente, plus l’angle
Θ augmente
S
Pôle nord
Pôle sud
Hr
N
Θ
Hs
Phase 3
Hr
Phase 2
S
t
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Fonctionnement en charge
Phase 1
N
L’angle Θ (champ
rotorique/champ
statorique) dépend du
couple développé Plus
le couple résistant
augmente, plus l’angle
Θ augmente
Pôle nord
Pôle sud
Hr
Θ
Hs
Phase 3
Phase 2
S
t
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 Présentation d’autopilotage
Le champ tournant du stator accroche le champ inducteur solidaire du rotor. Le
rotor ne peut donc tourner qu’à la vitesse de synchronisme WS.
le MCE a besoin d’une connaissance de la position relative du rotor par rapport
au stator pour réaliser la synchronisation des courants d’induits avec le flux
inducteur, c’est-à-dire l’autopilotage
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Possibilité de l’autopilotage
La machine synchrone est de loin la plus facile à piloter car le
flux magnétique du rotor est créé uniquement soit par le moment
magnétique de l’aimant permanent du rotor, soit par le courant
inducteur continu envoyé dans le bobinage rotorique.
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Réalisation de l’autopilotage
 Contrôle de couple moteur
Pour contrôler la rotation du rotor à vitesse variable, il faut à
tout instant contrôler la valeur de son couple moteur.
Nous avons vu dans l'introduction que ce couple est le résultat
du produit vectoriel entre le champ magnétique B créé par le
stator et le moment magnétique M du rotor:
Le moment magnétique M est celui de l'aimant permanent ou de
l'électro-aimant rotorique. La commande du couple se réduit à
contrôler le module de B, c'est à dire le flux, et son orientation
dans l'espace par rapport au rotor.
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 Contrôle de vitesse à l’aide:
 d’un onduleur de tension
Capteur de position qui repère l’axe du rotor
Onduleur de tension
Vs
MS
3
Commande
-
Vs
+

Le capteur de position règle l’instant d’amorçage et de blocage
des interrupteurs de manière à avoir le  voulu. La vitesse de
rotation fixe la fréquence d’alimentation de la machine et impose le
synchronisme entre Vs et Ev.
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 d’un commutateur de courant
Le capteur de position fixe l’instant d’amorçage et de blocage des
interrupteurs de manière à avoir le  désiré. La vitesse de rotation fixe la
pulsation des courants statoriques et assure le synchronisme de champs.
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Les mécanismes de base du pilotage de la machine synchrone
pourront ensuite être transposés pour être utilisés dans le
pilotage de la machine asynchrone pour laquelle le flux
rotorique est intimement lié au flux statorique; ceci provient du
fait que le moment magnétique créé au rotor par les courants
induits sont dus à la variation du flux statorique vue du rotor.
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