RÉALISER PAR : OTMANE MESKINI

ENCADRÉ PAR : MR .JAOUAD DIOURI

2009/20101

Machines synchrones autopilotées

2

Introduction Définition de machine synchrone Types des machines synchrones Constitutions d’une machine synchrone Principe de fonctionnementAutopilotage des machines synchrones présentation de l’autopilotage Possibilité de l’autopilotage Réalisation de l’autopilotageConclusion

Plan

3

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.

Introduction

4

Types des machines synchrones

- Machines à pôles saillants - Machines à pôles lisses

5

Constitutions

Il est constitué d’un enroulement parcouru parun courant d’excitation Ie continu créant unchamp magnétique 2p polaire. Il possède donc ppaires de pôles.Le rotor est caractérisé par son nombre de paires

de pôles p :• p = 1 (2 pôles) • p = 2 (4 pôles)

ROTOR = INDUCTEUR

6

Les enroulements du stator sont le siège decourants alternatifs monophasés ou triphasés.Il possède le même nombre de paires p depôles.

STATOR = INDUIT

7

Pôle nord

Pôle sud

t

Phase 1

Phase 2Phase 3

Le champ tournant crée des pôles fictifs

principe de fonctionnement

8

N

S

Pôle nord

Pôle sud

t

Phase 1

Phase 2Phase 3

S

N

Le champ tournant crée des pôles fictifs

Ceux-ci attirent les pôles réels du rotor

Fonctionnement à vide

9

N

S

Pôle nord

Pôle sud

t

Phase 1

Phase 2Phase 3Hs

Hr

Θ

L’angle Θ (champ rotorique/champ statorique) dépend du couple développé Plus le couple résistant augmente, plus l’angle Θ augmente

Fonctionnement en charge

S

N

Hr

10

N

S

Pôle nord

Pôle sud

t

Phase 1

Phase 2Phase 3

S

N

HsΘ

Hr

L’angle Θ (champ rotorique/champ statorique) dépend du couple développé Plus le couple résistant augmente, plus l’angle Θ augmente

Fonctionnement en charge

11

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

Autopilotage des machines synchrones

Présentation d’autopilotage

12

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.

13

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.

14

Contrôle de vitesse à l’aide:

d’un onduleur de tension

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.

MS

3

Vs

Commande

-

+

Capteur de position qui repère l’axe du rotor

Onduleur de tension

Vs

15

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.

16

Conclusion

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.