Energy Conversion II - Machines électriques - 4EUS4CME

Objectif(s)

ce module a pour objectif de donner une bonne connaissance des machines électriques alternatives depuis les principes de conversion électromécanique jusqu’au pilotage des machines synchrones en passant par des aspects de conception et de dimensionnement. Les modèles temporels en régime permanent synchrone et le modèle de Park pour la machine synchrone sont établis. Ce module fournit des connaissances nécessaires au choix et au contrôle d'une machine synchrone et de son convertisseur associé. Un mini projet technologique sur un moteur de grande série complète les TPs pour les aspects plus pratiques.

Contenu(s)

Conversion électromécanique, concepts de base des machines électriques
• Conversions électrostatique et électromagnétique
• Circuit magnétique
• Structures et topologies de conversion électromagnétique
• Couple électromagnétique à partir de l’énergie et la co-énergie magnétiques
• Couple par interaction entre deux inductions magnétiques
• Ordres de grandeurs et évolutions récentes des machines électriques
Bobinage des machines alternatives
• Bobinage à fmm sinusoïdale (distribution, raccourcissement et inclinaison)
• Champs tournants y compris harmoniques
• Inductances propres et mutuelles
Méthode d’étude des machines électriques, représentation vectorielle et transformations
• Représentation temporelle, expressions de la tension et du couple
• Représentation vectorielle de systèmes polyphasés
• Généralités sur les transformations : composantes symétriques et relatives
Machines synchrones
• Description
• Mise en équation des machines à pôles lisses et saillants
• Diagrammes de fonctionnement équilibré sur réseau, couplage sur le réseau
• Elément de dimensionnement
• Fonctionnement en moteur sur réseau
• Type d’alternateur et ordres de grandeurs
• Transformation de Park
• Introduction aux régimes transitoires et déséquilibrés
Machines asynchrones
• Description
• Mise en équation de la machine asynchrone à rotor bobiné alimenté en tension
• Introduction à la mise en équation d’une machine à cage
• Couple d’une machine asynchrone
• Schéma équivalent en régime permanent
• Caractéristiques (couple (vitesse), facteur de puissance, rendement…)
• Fonctionnements en génératrice et en frein
• Introduction à la variation de vitesse, machine à double alimentation (MADA)
• Machine asynchrone monophasée
Commande des machines synchrones
• Rappel modélisation vectorielle des machines synchrones
• Contrôle vectoriel
• Association convertisseur machine (MLI, MLI vectorielle)

Miniprojet sur moteur pas à pas (8 heures)
Ingénierie des matériels électriques industriels, vérification du dimensionnement à partir des documents constructeurs : analyse des contraintes, prise en compte des normes, durée de vie, approche du coût global, amortissement.

Travaux pratiques (16 heures)
Modélisation de machine asynchrone
Machine synchrone : étude du champ d'induit et de la f.e.m. d'induit
Association convertisseur machine synchrone
Couplage machine synchrone sur réseau

module « Energie électrique » du tronc commun.