Universit de Boumerdes Dpartement de gnie mcanique Modlisation
Université de Boumerdes Département de génie mécanique Modélisation et Simulation des Machines Electriques M 1 : Electromécanique Rahmoune Chemseddine Maitre de conférences A 17/10/2021 Dr. Rahmoune
Objectifs de l’enseignement • Établir les modèles mathématiques nécessaires pour la modélisation et la simulation des machines électriques. • Ces modèles fournissent, pour la machine considérée, les équations instantanées et en régime établi, les performances et les lois de commande. http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation Dr Rahmoue Chemseddine
Connaissances préalables recommandées • Circuits électriques triphasés, circuits magnétiques, • transformateurs monophasés et triphasés. • - Machines électriques à courant continu et alternatif http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation Dr Rahmoue Chemseddine
Organisation du cours • Support de cours et des Travaux Dirigés disponibles en ligne : http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ • Evaluation : ØLa présence aux Travaux Dirigés 3 Pts/20 ØTravail à faire 7 pts /20 ØMini projet 10 Pts/20 (10 page + présentation) ØL’examen final 20 Pts/20 • Moyen = CC*0, 4 +Exame * 0, 6 http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation Dr Rahmoue Chemseddine
Electrotechnique I Electromécanique Génie industrielle Chapitre 1: Théorie de la machine électrique Généralisée http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique idéalisée • Entrefer uniforme. • Effet d’encochage est négligeable. • La saturation du circuit magnétique, l’hystérésis et les courants de Foucault sont négligeables. • Les résistances des enroulements ne varient pas avec la température et l’éffet de peau n’est pas pris en compte. • La force magnétomotrice est à répartition sinusoïdale. a http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Stator Sb Rb Urb Modèle triphasé de la machine généralisée Rotor Ra Ura Sa Sc Urc Rc http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Sb Rb Urb Modèle triphasé de la machine généralisée Ra Ura Sa Sc Urc Rc http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Sb Rb Urb Modèle triphasé de la machine généralisée Ra Ura Sa Sc Urc Rc http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Sb Rb Urb Modèle triphasé de la machine généralisée Ra Ura Sa Sc Urc Rc http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Sb Rb Urb Modèle triphasé de la machine généralisée Ra Ura Sa Sc Urc Rc http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Sb Rb Urb Modèle triphasé de la machine généralisée Ra Ura Sa Sc Urc Rc http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Sb Rb Urb Modèle triphasé de la machine généralisée Ra Ura Sa Sc Urc Rc http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Sb Rb Urb Modèle triphasé de la machine généralisée Ra Ura Sa Sc Urc Rc http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel wr URT Modèle biphasé de la machine généralisée UST q USW URW http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel UST Modèle biphasé de la machine généralisée Pour une machine idéale : URT q USW q URW http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel UST Modèle biphasé de la machine généralisée Pour une machine idéale : URT USW q URW http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel UST Modèle biphasé de la machine généralisée Pour une machine idéale : URT q USW URW http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Modèle biphasé de la machine généralisée UST URT q USW Ces systèmes d'équations sont : • Compliqués; URW • Dépendent des coefficients variables http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Modèle biphasé de la machine généralisée Pour simplifier on passe des axes naturels aux axes réunis U, V qui tournent avec une vitesse quelconque ωcoor. le modèle de cette machine est représenté par : T U U e. SU wcoor e. RU g USU URU i. VW W URV i. UT i. UW V e. RV i. U i. T i. W e. SV USV i. VT V http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel ST RT U wcoor Modèle biphasé de la machine généralisée g 1 g 2 q wr SW RW V http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel ST RT U wcoor Modèle biphasé de la machine généralisée g 1 g 2 q wr SW RW V http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel ST RT U wcoor Modèle biphasé de la machine généralisée g 1 g 2 q wr SW RW V http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Modèle biphasé de la machine généralisée http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Modèle biphasé de la machine généralisée http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Modèle biphasé de la machine généralisée De la même façon pour les enroulements rotoriques, on obtient : http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Les flux embrassées des enroulements sur les axes U, V sont http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modèle biphasé de la machine généralisée On multipliant la 1 er pa Lr et la 3ème par M et on les soustrayant, on obtient les expressions suivantes des courants : Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Modèle biphasé de la machine généralisée On peut donc écrire les équations différentielles par rapport aux flux • Finalement on obtient un systèmes d’équations différentielles de la machines électrique généralisée sur les axes U, V avec des coefficients constants. • Les axes U, V peuvent tourner à une vitesse quelconque http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Modèle biphasé de la machine généralisée Les tensions statoriques sont définies par : Et pour le rotor : http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Utilisation des différents systèmes d’axes des coordonnées Machine électrique généralisée dans le repère naturel Système d’axes immobile par rapport au stator Avantages • Ne nécessite pas une transformation vers le système réel; • Peut être utilisé pour étudier les régimes de démarrage et de freinage des machines à courant alternatif; • Peut être utilisé pour les machines à courant alternatif et les transformateur. http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Système d’axes d-q immobile par rapport au rotor Utilisation des différents systèmes d’axes des coordonnées Avantages Utilisé pour étudier les processus transitoires dans les machines synchrones et asynchrones. Dans ce système et pour la machine asynchrone : la fréquence du rotor et la vitesse angulaire du champ rotorique sont nulles. Par conséquent les tension et les courant du rotor sont des paramètres continus. http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Le système d’axes X, Y Utilisation des différents systèmes d’axes des coordonnées Avantages recommandé pour étudier les machines asynchrones, en particulier les moteurs asynchrones à commande fréquentielle car les tensions du stator sont des tensions continues et ne dépend pas de la fréquences du réseau. Dans ce système: les tensions du stator sont des tensions continues et ne dépend pas de la fréquences http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Equation mécanique de la machine électrique généralisée La vitesse électrique http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Machine électrique généralisée dans le repère naturel Le couple électromagnétique En remplaçant dans Pa La puissance absorbée http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Pertes par effet joules variation d’énergie puissance électromagnétique Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Passage d'un système triphasé au système biphasé Condition de passage : La création d'un champ électromécanique tournant avec des forces magnétomotrices égales. A I 1 g IA IC O IB B http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine C
Passage d'un système triphasé au système biphasé Condition de passage : q La création d'un champ électromécanique tournant avec des forces magnétomotrices égales. A U I 1 g IU IV O C B V http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Passage d'un système triphasé au système biphasé Il faut ajouter l’expression de la composante homopolaire http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Matrice de Park Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Passage d'un système triphasé au système biphasé Pour le passage du système biphasé au système triphasé, il faut utiliser la matrice inverse http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Passage d'un système triphasé au système biphasé Si le système d’axes est immobile par rapport au système d’axes triphasé Matrice de Clark http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
Passage d'un système triphasé au système biphasé Transformation de Park modifiée • La matrice de park n’est pas orthogonale. • • En divisant chaque vecteur colonne par sa norme, on obtient une patrice orthogonale dite matrice de park modifiée Elle repose sur l’invariance des puissances instantanée dans les deux systèmes d’axes abc et dqo. http: //ch-rahmoune. univ-boumerdes. dz/ Modélisation - Dr Rahmoue Chemseddine
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