very good explaination of continuous and discontinuous variation. Disclaimer: I do not own this work nor do i claim it as my own.
hgfh
Communication technique
Variation de vitesse des moteurs asynchrones
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VARIATION DE VITESSE DES MOTEURS ASYNCHRONES I- GENERALITES 1- Intérêt de la variation de vitesse De nombreux systèmes industriels entraînés par des moteurs électriques utilisent la variation de vitesse pour optimiser leur fonctionnement : Réglage du débit d’une pompe, de la vitesse d’un ventilateur, réglage de la vitesse d’un système de transport (train, téléphérique), de la vitesse d’avance d’une chaîne de fabrication… Deux technologies permettent d’obtenir cette variation de vitesse : La technologie mécanique : boîte de vitesse de voiture, système poulie-courroie de perceuse,… La technologie électronique : variateurs de vitesse. Cette dernière technologie présente de nombreux avantages : Diminution des pertes mécaniques, diminution des surintensités et à-coups au démarrage, réglage précis et modification facile de la valeur de la vite sse, …
2- Quadrants de fonctionnement Deux paramètres définissent le fonctionnement des systèmes donc des moteurs : Le signe de la vitesse dépend du sens de rotation, Le couple dépend de la charge qui peut être entraînée ou entraînante. Les quatre quadrants définissent les zones de fonctionnement :
T T
T
QUADRANT II
Ω
Ω T>0 Ω<0
Charge entraînante
T>0 Ω>0
P<0
⇒
FREIN/ GENERATRICE ⇒
F
QUADRANT I
Charge entraînée
F
P>0
⇒
MOTEUR
⇒
Ω T
T
QUADRANT III
Ω
Ω T<0 Ω<0
Charge entraînée
F
QUADRANT IV
MOTEUR
⇒
T<0 Ω>0
P>0
⇒
Charge entraînante
P<0
⇒
FREIN/ GENERATRICE ⇒
F
Les machines électriques sont sont naturellement réversibles. Soit le variateur et la source source sont également réversibles et l’énergie est récupérée sur le réseau lors d’une phase de freinage soit soit la source ne l’est pas et dans ce cas l’énergie est dissipée dans une résistance de freinage. Le choix d’une structure convertisseur/machine 1, 2 ou 4 quadrants repose exclusivement sur le cahier des charges du système. _______________________________________________________________________________________________ Page 1
L.P. La Chauvinière
Communication technique
Variation de vitesse des moteurs asynchrones
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II- VARIATION DE VITESSE POUR LES MOTEURS ASYNCHRONES Réglage par variation de tension Le couple électromagnétique de la machine asynchrone est proportionnel au carré de la tension d’alimentation statorique. Il est donc possible d’envisager un ajustement de la vitesse au dessous de la vitesse nominale en modifiant la tension d’alimentation statorique avec un gradateur triphasé. Cette solution est le plus souvent utilisée pour le démarrage de charges à caractéristique de couple quadratique (Cr = k).
Réglage par action sur le glissement L’utilisation de résistances rotorique permet un réglage de la vitesse au dessous de la vitesse nominale mais avec un rendement déplorable. On essaiera donc de récupérer cette énergie transmise au rotor : c’est la cascade hyposynchrone réservée à la très forte puissance pour des machines à rotor bobiné.
Réglage par variation de fréquence La fréquence de rotation n (en tours/seconde) dépend de la fréquence d’alimentation du stator f et du nombre de paires de pôles p :
ns=………….. exemple : si f alors n ; si f alors n
Cm
f=30Hz
f=40Hz
f=60Hz
Un réseau à fréquence variable est donc créé dans les enroulements par un
………………………………………………… pour faire varier la vitesse.
f=50Hz
f=70Hz
MOTEUR
n Le couple étant proportionnel au rapport U/f, le variateur fait varier U en même temps que f pour maintenir ce rapport GENERATEUR U/f constant.
1- Onduleur à Modulation de Largeur d’Impulsion : Procédé électronique qui consiste à découper une tension continue en signaux rectangulaire de largeurs différentes de telle sorte que le moteur absorbe un courant quasi sinusoïdal. Cette méthode permet de régler l’amplitude et la fréquence de la tension du moteur tout en limitant les parasites néfastes au bon fonctionnement du moteur.
2- Synoptique des variateurs de vitesse pour moteur asynchrone :
U A E S E R
MAS 3~
Le Pont redresseur : Il transforme la tension alternative sinusoïdale en tension redressée (unidirectionnelle) Le Filtrage : Un condensateur atténue ou élimine les phénomènes d’ondulation de la tension en sortie du redresseur. La Récupération : Lors du freinage, l’inertie entraîne le rotor. Le moteur ne ralentit pas immédiatement, il se transforme en génératrice synchrone. On parle de fonctionnement Hypersynchrone car la vitesse du rotor est supérieure à la vitesse de synchronisme. L’énergie récupérée est dissipée dans une résistance et stockée dans le condensateur. L’onduleur : Il transforme une tension continue en une tension alternative de fréquence variable.
3- Schéma simplifié des variateurs de vitesse pour moteur asynchrone : U
