Généralités
La machine asynchrone est composée de deux parties séparées par un entrefer.
Le stator ou l'inducteur: c'est la partie fixe de la machine asynchrone comportant un enroulement triphasé couplé en étoile ou en triangle.
Le rotor ou l'induit: c'est la partie tournante de la machine asynchrone. ils sont (les rotors) constitués d'un bobinage similaire à celui du stator fermé sur un rhéostat extérieur via des bagues et des balais; ou ils sont de type à cage constitué de barres conductrices en court-circuit. Ces derniers sont plus robustes et moins onéreux.
Principe de fonctionnement
Symboles et Conventions:
Le stator crée un champ tournant au synchronisme Ωs = ω/p (en rad/s) ,avec ω est la pulsation propre et p le nombre de paire de pôle de la machine, qui induit au rotor un système triphasé de courants, créant à leur tour un champ tournant à Ωs.
Le champ tournant résultant (du stator et du rotor) et les courants triphasés génèrent un couple électromagnétique qui entraîne le rotor à une vitesse Ω< Ωs (loi de Lenz). On change le sens de rotation en permutant deux phases. ü Glissement :
Il existe une différence entre la vitesse de rotation du rotor et la vitesse de synchronisme de laquelle découle la notion de glissement dans la machine asynchrone et qui présente sa principale caractéristique. Il est définit par la relation suivante :
g=( Ωs- Ω)/ Ωs=(n s- n)/ ns (Le glissement doit rester faible : g<0.05)
Avec :
Ωs et ns sont les vitesses de synchronisme en rad./s et en trs/min respectivement.
Ω et n sont les vitesses du rotor en rad./s et en trs/min respectivement.
Modélisation Dynamique
Modélisation Dynamique
Il s’agit dans ce volet de faire la simulation du modèle dynamique d’un moteur asynchrone, ainsi on est amené à élaborer l’ensemble des équations qui caractérisent ce modèle et l’implanter sur MATLAB et plus précisément sous son module de simulation SIMULINK.
Avec :
- Rs ,Rr :résistances d’une phase statorique, rotorique.
- Ls,lr :inductance propre statorique, rotorique.
- Ms : inductance Mutuelle de deux phases statoriques
- Mr : inductance Mutuelle de deux phases rotoriques.
- Ls=ls-Ms : Inductance cyclique statorique
- Lr=lr-Mr : Inductance cyclique rotorique.
- M=1.5*Msr : Inductance Mutuelle cyclique du stator et du rotor (Msr : la valeur maximale de l’inductance Mutuelle entre une bobine rotorique et une bobine statorique).
Modélisation de la machine Asynchrone dans le repère (d,q)
Avec:
· α : Angle électrique
· ω=(dα /dt)=pΩ : Vitesse électrique du rotor
· p : nombre de paire de pôle
· Ω : vitesse mécanique du rotor Simulation: Pour la simulation on choisit l'axe d du repère (d,q) de telle façon à avoir:
On a l'équation suivante du flux en écriture matricielle:
Ainsi, on peut exploiter ces équations pour implanter le modèle dynamique de la machine asynchrone sous SIMULINK, et ceci après avoir déclaré l'ensemble des variables dans un fichier d'extension .m
Déclaration des Paramètres (fichier .m):
Rr=1.66;
Rs=1;
pi=3.1416;
Lr=0.25;
Ls=0.25;
m=0.24;
J=0.07;
f=60;
p=2;
M=zeros(4,4);
L=zeros(4,4);
R=zeros(4,4);
PARK=zeros(4,3);
K=zeros(4,4);
M=[Ls 0 m 0;0 Ls 0 m;m 0 Lr 0;0 m 0 Lr];
R=[Rs 0 0 0;0 Rs 0 0;0 0 Rs 0;0 0 0 Rs];
L(3,4)=1;L(4,3)=-1;
K(1,2)=1;K(2,1)=-1;
PARK=[1 cos(2*pi/3) cos(2*pi/3);0 sin(2*pi/3) -sin(2*pi/3);0 0 0;0 0 0];
PARK=sqrt(2/3)*PARK;
N=inv(M);
Modèle Dynamique Sous Simulink:
Quelques Résultats de la simulation:
La vitesse de rotation, la tension statorique et le courant rotorique pour un couple résistant nul:
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 On remarque d'après la forme du courant absorbé au démarrage de la machine asynchrone qu'il y a un fort appel du courant, certes bref, mais important, ce qu'illustre la phénomène de démarrage du moteur asynchrone. |
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| Tension Statorique pour un couple résistant nul Mise en évidence du Problème de Démarrage pour un couple résistant non nul: Pour mettre en évidence le problème de démarrage on va se restreindre sur la visualisation du couple électromagnétique qui représente des dépassements très importants au démarrage en charge et à vide :  |
