Electrotechnique Chapitre 7 Machine asynchrone triphasée © Fabr Fabric icee Sinc Sincèère ; vers versio ion n 3.0. 3.0.3 3 http://pagesperso-orange.fr/fabrice.sincere/ 1
Sommaire
1- Intr Introd oduc ucti tion on 2- Glis Glisse sem ment ent 3- Plaque Plaque signal signaléti étique que 4- Fonc Foncti tion onne nem ment ent à vide vide 5- Fonc Foncti tion onne nem ment ent en cha charg rgee 6- Bila Bilan n de puis puissa sanc ncee du moteu oteurr asyn asynch chro rone ne
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Chapitre 7 Mach Ma chin inee as asyn ynch chro rone ne tr trip ipha hasé séee 1- In Intr trod oduc ucti tion on • L'inducteur est situé au stator, l'in l'indu duit it au rot rotor or.. • Le sta stator tor es est iden identtique ique à ce celui lui de la machine synchrone (bob (bobin inag agee trip tripha hassé qui qui cr crée ée un champ tournant). Fig. 1 moteur asynchrone à cage d’écureui d’écureuill (coupe (coupe partiell partielle) e)
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• deux sortes de rotors : - Rotor Rotor à “cage “cage d'éc d'écure ureuil uil”” (robus (robuste te et bon march marché) é) - Roto Rotorr bob bobin inéé • tro trois type typess de de fon fonct ctio ionn nnem emen entt : - en mote moteur ur : uti utili lisa sati tion on la plus plus cour couran ante te (mac (machi hine ness out outil ilss ...) ...) - en gén génér érat atri rice ce : éoli éolien enne ne - en fr frein : moteur frein
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Dans Dans la sui suite te,, on s’i s’int ntér éres esse sera ra au mot moteu eurr asyn asynch chro rone ne trip tripha hasé sé à cag cagee d'éc d'écur ureu euil il :
i1(t) source de tensions triphasées
i2(t)
MAS
i3(t) Fig. 2
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2- Gl Glis isse seme ment nt • La vite vitess ssee de sync synchr hron onis ism me est est la vite vitess ssee de rota rotati tion on du cham champ p tour tourn nant ant : n S ( tr / s) =
f (Hz) p
ΩS ( rad / s) =
ω p
=
2πf p
• Le glis glisse sem ment mesur esuree l'éc l'écar artt relat latif entr entree la vit vites essse de rot rotatio ation n de de la la mach machin inee et la la vites vitesse se de sync synchr hron onis isme me : g=
nS − n nS
=
ΩS − Ω ΩS
n = nS(1 - g) 6
• Exem Exempl plee : Soit Soit un rése éseau triph riphas aséé (f = 50 Hz) Hz) al alimen imenta tan nt un moteu oteurr à trois rois paires ires de pôle pôless (p = 3) : nS = 50/ 50/3 3 = 16,7 16,7 tr/ tr/ss = 1000 tr/min A la char charge ge nomi nomina nale le,, ce mote moteur ur tour tourne ne à 950 950 tr/ tr/mi min n: gN = (1000 (1000 - 950)/1 950)/1000 000 = 0,05 0,05 = 5 % A vide (pas de charge), n ≈ 1000 tr/min : g vide ≈ 0 % Au dém démar arra rage ge (n = 0) : g = 1 (100 %) • Rem Remar arqu ques es En fon fonct ctio ionn nnem emen entt norm normal al,, le gli gliss ssem emen entt n'ex n'excè cède de pas pas quel quelqu ques es pour pour cent. A vid vide, e, un moteu oteurr asyn asynch chro rone ne tour tourne ne prat pratiq ique uem ment ent à la la vit vites esse se de synchronisme. 7
3- Pla Plaqu quee signa signalét létiqu iquee Exemple :
3~ 400 V 3,3 A 1430 tr/min 17 kg
Y 50 Hz 1, 5 k W cos ϕ = 0,85
UN = 400 400 V : tens tensio ion n d'al d'alim imen enta tati tion on nomi nomina nale le entr entree phas phases es IN = 3,3 A : couran courantt de ligne ligne consommé consommé à charge charge nom. nom. Pu = 1,5 kW : puissance puissance utile utile nom. nom. (puissanc (puissancee mécaniq mécanique ue fournie fournie à la charge) nN = 1430 tr/m tr/min in : vitesse vitesse de rotation rotation nom. cos ϕN = 0,85 0,85 : facteu facteurr de puissan puissance ce nom. nom.
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4- Fo Fonc ncti tion onne neme ment nt à vi vide de Les Les cara caract ctér éris isti tiqu ques es à vide vide ne ne figu figure rent nt pas pas sur sur la pla plaqu quee signa signalé léti tiqu que. e. Pour Pour le moteu oteurr préc précéd éden entt : I vide = 1,3 A Pabsorbée = 190 W n vide = 1500 tr/min d'où : p=
f nS
=
50 1500 / 60
cos ϕ vide =
Pa 3UI
=
=2
(2 pai paire ress de pôle pôles) s) 190
3 ⋅ 400 ⋅1,3
= 0,21 (forte (forteme ment nt induct inductif) if) 9
5- Fo Fonc ncti tion onne neme ment nt en char charge ge
A vide Charge nominale
I (A) 1,3 3,3
cos ϕ 0,21 0,85
n (tr/min) 1500 1430
g (%) 0 4,7
Comme Comment ntai aire ress : - le couran courantt cons consomm omméé à vide vide est est impor importan tantt - la vite vitess ssee de rota rotati tion on vari variee peu peu avec avec la char charge ge
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• Cara Caracctér éris isttique que méc écan aniq ique ue Tu(n)
Dans Dans la zon zonee util utile, e, le le coup couple le uti utile le est est prop propor orti tion onne nell au gli gliss ssem emen entt : Tu α g 11
A.N. - couple couple utile utile nomina nominall Tu N =
Pu N ΩN
1500 = = 10,0 Nm 2π 1430 ⋅ 60
- couple couple util utilee à 1450 1450 tr/mi tr/min n? glis glisse seme ment nt : (150 (1500 0 - 1450 1450)/ )/15 1500 00 = 3,3 3,3 % Tu = Tu N
g gN
= 10,0 ⋅
3,3 4,7
= 7,1 Nm
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6- Bi Bila lan n de pu puis issa sanc ncee du mo mote teur ur as asyn ynch chro rone ne
• pert pertes es Jou Joule au roto rotorr pJr = Ptr - TemΩ = Tem (ΩS - Ω) = g Tem ΩS pJr = g Ptr • les les per perte tess fer sont sont ess essent entiel iellem lement ent loca locallisée iséess au stato tatorr (e (ellles les sont ont 13 négl néglig igea eabl bles es dans dans le roto rotor) r)..
• Rend Rendem emen entt η=
Pu Pa
=
3UI cos ϕ − ∑ pertes 3UI cos ϕ
A.N. - re rend ndem emen entt nom nominal inal
ηN =
Pu N Pa N
=
1500 3 ⋅ 400 ⋅ 3,3 ⋅ 0,85
= 77 %
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