Sommaire

Introduction……………………………..…………………………………………………………..…..

Géneralité:………………………… ………………………………………………..…..……………

Le moteur asynchrone triphasé ……………………………………………………………………………

Le but deTP :… …………………………..…………………………………………………………………………….………

Description du montage de la manipulation :……………………………………………….………

Manipulation :…………………………………………………………………………………………..……….……….……

La discussion des résultats   ……………………………………………………………………….…………………

Conclusion   :

MOTEUR ASYNCHRONE   :

PRESENTATION   :

Le Moteur Asynchrone (MAS) est l'un des principaux actionneurs électriques utilisés dans l'industrie .D'une puissance allant de moins d'un kilo Watt, à plusieurs dizaines de MW, les MAS équipent la majorité des équipements suivants : machines-outils, monte-charges, tapis-roulants, compresseurs ...Le moteur asynchrone est utilisé quand on dispose d'une source d'alimentation alternative (réseau EDF triphasé ou monophasé). Il est robuste et d'un entretien limité (pas de contact glissants). Ce qui réduit l'usure et permet un fonctionnement sûr (sans étincelle).

But de TP 

Etude du régime transitoire d’un démarrage à vide d’un moteur à cage.

MOTEUR ASYNCHRONE   a’ cage

Le moteur asynchrone triphasé est largement utilisé dans l'industrie, sa simplicité de construction en fait un matériel très fiable et qui demande peu d'entretien. Il est constitué d'une partie fixe, le stator qui comporte le bobinage, et d'une partie rotative, le rotor qui est bobiné en cage d'écureuil. Les circuits magnétiques du rotor et du stator sont constitués d'un empilage de fines tôles métalliques pour éviter la circulation de courants de Foucault.

Vue en coupe d'un moteur asynchrone a’cage triphasé :

Exemple d’un moteur asynchrone   :

Construction

Stator :Le stator des moteurs asynchrones triphasés est le même que celui du moteur synchrone ou de l'alternateur, c'est lui qui crée le champ tournant.Il consiste en un bâti d'acier, contenant un empilage de tôles rainurées pour recevoir les enroulements qui sont divisés en trois bobines séparées, de manière à produire chacune des phases du système triphasé.

Rotor :Vous venez de voir le principe du moteur asynchrone et du glissement avec un disque conducteur. Dans la réalité le rotor est constitué de tôles empilées de façon à former un cylindre comportant des encoches où sont logés des conducteurs en aluminium coulé ou en cuivre dont les extrémités sont court circuits par des couronnes de même nature formant ainsi une "cage d'écureuil" comme le montre la figure suivante.Le rotor peut recevoir également trois enroulements identiques constitués de conducteurs en cuivre reliés à des bagues servant à les court-circuiter. On a à faire dans ce cas à un rotor "bobine".Ainsi, le rotor peut être de type cage d'écureuil ou bobiné. C'est d'ailleurs à cette caractéristique que l'on distingue les deux types de moteurs asynchrones triphasés ; il y a donc des moteurs à cage d'écureuil et des moteurs à rotor bobiné.Les moteurs à cage d'écureuil sont de loin les plus utilisés : ils représentent de 80 à 85 % des applications en milieu industriel.

Rotors des moteurs asynchrones a’ cage triphasés :

Le rotor de type cage d'écureuil, apparaît à la figure a) suivante où on distingue les extrémités des barres et la couronne d'aluminium coulé.

Sens de rotation   : Le rotor se met à tourner dans le même sens que le champ magnétique tournant

produit par le stator.

C'est une application de la loi de Lenz, souveraine dans les interactions électromagnétiques, qu'on peut résumer par "l'effet s'oppose à la cause" :

- la cause est le mouvement du champ tournant par rapport aux conducteurs du rotor

- l'effet s'opposant à cette cause est la rotation du rotor dans le même sens que la rotation du champ, pour diminuer le mouvement relatif.

Une autre démonstration consiste à appliquer successivement (mais en prêtant la plus grande attention à la relativité des mouvements!) d'abord la règle "des trois doigts" donnant le sens de la fém induite dans un conducteur par le mouvement d'un champ magnétique, et ensuite l'autre règle "des trois doigts", donnant le sens de la force de Laplace qui s'exerce sur un conducteur parcouru par un courant, placé dans un champ magnétique.

Les principales parties d’un moteur asynchrone triphasé

Principe de fonctionnement (moteur asynchrone a’ cage)   :

Les contraintes de démarage

Contraiintes mecaniiques :

Pour pouvoir demarrer le moteur doit delivrer un couple superieur au couple resistant oppose par la machine entrainee (Cd>Cr0).Lorsque le couple moteur est superieur au couple resistant, le couple accelerateur (Ca=Cm-Cr) est positif, la vitesse de l'ensemble moteur-charge augmente jusqu'au point de fonctionnement. Un couple d’acceleration

important correspond a un demarrage de courte duree. Cependant ce couple ne doit pas etre trop grand pour que l’ensemble mecanique entraine ne subisse pas d’« à-coup » préjudiciable.

Contraiintes ellectriiques :

la phase de demarrage d’une machinenecessite un appel de courant important a la mise sous tension. Cet appel decourant entraine :

- des chutes de tensions par rapport au regime permanent en deux endroits

- en amont du depart moteur. Celle-ci est perçue par le moteurmais aussi par les recepteurs voisins.

- Dans la ligne du moteur ; celle-ci est percue uniquement par lemoteur. Une chute de tension entraine une perte de couple, ce qui peutentrainer un blocage du rotor (Cmoteur<Cresistant) ou un temps de demarragetrop long (Cmoteur>Cresistant mais Cacc trop faible).

- des contraintes thermiques pour le moteur :

: Les machines sont dimensionnees pour un echauffement normalcorrespondant a un point de fonctionnement nominal. Lors du demarrage, il convient de s’assurer que le temps de demarrage ne soit pas trop long (compte-tenu de la valeur du courant de demarrage) pourquel’echauffementimpose au moteur ne le deteriore pas

les solutions technique pour ces contrainte

1-Démarrage direct

C’est le plus simple qui ne peut être exécuté qu’avec le moteur asynchrone

à rotor à cage. Les enroulements du stator sont couplés directement sur le réseau

2-Démarrage sous tension réduite

Plusieurs dispositifs permettent de réduire la tension aux bornes des

enroulements du stator pendant la durée du démarrage du moteur ce qui est un

moyen de limiter l'intensité du courant de démarrage. L'inconvénient est que le

couple moteur est également diminué et que cela augmente la durée avant

laquelle la machine atteint le régime permanent.

3-Démarrage étoile-triangle

Ce procédé ne peut s’appliquer qu’aux moteurs dont toutes les extrémités

d’enroulement sont sorties sur la plaque à bornes, et dont le couplage triangle

correspond à la tension du réseau. Le démarrage s’effectue en 2 temps.

- 1 temps : mise sous tension et couplage étoile des enroulements.

Le moteur démarre à tension réduite

- 2 temps : Suppression du couplage étoile, et mise en couplage triangle Le

moteur est alimenté sous pleine tension

4-Démarrage par autotransformateur

Au moment de démarrage, la tension est réduite au moyen d’un

auto-transformateur.

 1- Temps Auto-transformateur en Y le moteur est alimenté à tension réduite

2- Temps Ouverture du point Y, seul la self de la partie supérieure de

l’enroulement limite le courant

3- Temps Alimentation du moteur sous pleine tension

5-Démarrage par des résistances statoriques.

Le principe consiste à démarrer le moteur sous tension réduite en insérant

des résistances en série avec les enroulements.

Lorsque la vitesse se stabilise, les résistances sont éliminées et le moteur est couplé directement sur le réseau. Cette opération est généralement commandée par un temporisateur

Travail réaliser   :

Sous matlab(sumulink) en realise le montage

Fig-1- Scéma d’un moteur a cage sans charge

Les allures des variation

le courant IS (A) de stator

v+-

vab

Continuous

powergui

t

To Workspace4

te

To Workspace3

w

To Workspace2

is

To Workspace1

ir

To Workspace

N

A

B

C

Three-PhaseProgrammableVoltage Source

Step

Scope4Scope3

Scope2

Scope1

Scope

Clock

m

A

B

C

a

b

c

Tm

3 HP - 220 V60 Hz - 1725 rpm

<Rotor current ir_a (A)>

<Stator current is_a (A)>

<Rotor speed (wm)>

<Electromagnetic torque Te (N*m)>

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-150

-100

-50

0

50

100

150

200

temp(s)

is(A

)

On abserve dans le régime transitoire il ya des osillation de courant de stator en apelle ca des pics de courant sertou au démarage de moteur cette oscillation prendre des méli second avant le régime établi. Les

courants statoriques présentes des oscillations successives autour de zéro, mais qui disparaissent rapidement au bout de quelques alternances Dans le régime permanant le courant sera stabilise et prendre une valeur stable et mem si ila ya des oscillation mes cette fois tres petiite .

le courant Ir (A) de rotor

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-150

-100

-50

0

50

100

150

ir(A

)

temp(s)

Dans ce cas en distingue de cas regime transitoir comporte des oscillation et regemi permanant stable et converge ver le zero .

La vittesse w(rad/s)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-50

0

50

100

150

200

temp(s)

w(r

ad/s

)

La courbe de la vitesse represente deux régime

1-regime transitoir : on observe que la vitesse augumente dans linterval(0 jusqua0.2)

2-régime permanant ; dans ce cas la vitess prendr une valeur constante et stabilise a la valeur max de vitees nominal de cette moteur

Le couple N.m

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

temp(s)

te(N

.m)

aux régime transitoire, le couple est fortement pulsatoire, sertout aux premier instants

de démarrage des oscillations importants avant de se stabiliser à zéro.

Conclusion

1-dans ce tp on a étudier le moteur asynchrone a cage sans charge et en interesse aux démarrage de ce moteur sertout en régime transitoir quis represente des phénomene electrique soit par le courant de stator ou de rotor soit par la vitesse ou le couple

2-aux démarage de moteur asynchrone a cage il ya des contrainte et on le décomposé de trois contrainte :

-des contarinte mécanique : pour démarrer le moteur doit delivrer un couple superieur au couple resistant oppose par la machine entrainee (Cd>Cr0).

-des contrainte electrique : des chutes de tensions par rapport au regime permanent

- des contraintes thermiques

3-dapres les contrainte qui impose de ce moteur on abtient des solution technique efficace et des technique defferent pour le démarage de cette moteurs par exemple démarage étoile triangle

4-le moteur asynchrone et plus etulisé dans lindustrie graca a ca robustesse et le cout et mem la construction .