Banc d'essais elwe de machines électriques Plate forme 3E Électricité Electronique Electrotechnique C E S I R E Université J Fourier Grenoble

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Niveau: Secondaire, Collège, Troisième
_____________________________________________________________________________________________ Banc d'essais elwe de machines électriques - 1 Plate-forme 3E (Électricité, Electronique, Electrotechnique) C.E.S.I.R.E. – Université J.Fourier Grenoble Banc d'essais ELWE de machines Electriques PARTIE THEORIQUE 1 - Champs tournants (moteurs synchrones et asynchrones) 1-1) Champs tournants Lorsqu'un système de courants alternatifs triphasés alimente les 3 bobinages statoriques d'un moteur synchrone ou asynchrone, il naît dans l'entrefer une induction tournante. Dans le cas du moteur synchrone le champ tournant entraîne en rotation un aimant multipolaire. Dans le cas du moteur asynchrone le champ tournant engendre dans les circuits du rotor (lequel tourne plus lentement) des courants de Foucault, d'où un couple moteur. Pour ces 2 moteurs alternatifs la puissance électrique est amenée directement aux enroulements statoriques : contrairement aux moteurs à courant continu, la puissance n'est donc plus limitée par des contacts glissants charbons/collecteur.

  • angle ? avec l'axe de la bobine

  • moteur

  • pulsation ?

  • machine synchrone de puissance élevée

  • rotor

  • module du champ

  • bs

  • courant continu


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Banc d’essais elwe de machines
électriques - 1
Plate-forme 3E (Électricité, Electronique, Electrotechnique)
C.E.S.I.R.E. – Université J.Fourier Grenoble
B
a
n
c
d’
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s
ELWE d
e
m
ac
hin
es
El
ec
triqu
es
PARTIE THEORIQUE
1
-
Champs
tournants
(moteurs
synchrones
et
asynchrones)
1-1)
Champs
tournants
Lorsqu'un
système
de courants alternatifs
triphasés
alimente
les 3
bobinages
statoriques
d'un moteur
synchrone ou asynchrone, il naît dans l'entrefer une induction tournante. Dans le cas du moteur
synchrone le champ
tournant
entraîne en rotation un aimant multipolaire. Dans le cas du moteur
asynchrone le champ
tournant
engendre
dans les circuits du rotor
(lequel
tourne plus lentement) des
courants
de Foucault, d'où un couple moteur.
Pour ces 2 moteurs alternatifs la puissance
électrique
est
amenée
directement
aux
enroulements
statoriques
: contrairement
aux
moteurs à courant continu, la puissance n'est donc plus
limitée
par
des contacts glissants
charbons/collecteur.
Dans une
machine
synchrone de puissance
élevée,
il faut certes
alimenter
le rotor inducteur par le
courant continu
d'excitation
:
cela
se fait sans
trop
de difficulté à moyenne puissance (les charbons
frottent
sur des
bagues
et non sur des lames). Pour les très gros alternateurs, ce courant continu est
en fait le courant redressé
provenant
d'un alternateur
auxiliaire
de moyenne puissance dont le rotor,
porté
par
l'axe
en rotation, est l'induit et le
stator
est l'inducteur.
Dans les gros moteurs asynchrones, le rotor bobiné est
relié
par 3
bagues
à
l'extérieur
: on
peut
utiliser ainsi le courant rotorique
plutôt
que de le laisser chauffer bêtement le rotor. Les contacts
glissants
peuvent
alors
limiter
la puissance.
Autre
avantage
des
machines
alternatives : l'espace statorique est bien
mieux
utilisé que dans une
machine
à courant continu. Le
rapport
puissance/ poids est 2 fois
meilleur.
1-2)
Champ
tournant
en
1
point
v1
v2
v3
O
x
θ
z
O
x
ϖ
t-
θ
z
Mr
Bs
Soient 3 solénoïdes se déduisant l'un de l'autre par une rotation de ±120° autour de l'intersection O
de leurs
axes
coplanaires. Soit Ox un
axe
coplanaire
quelconque
faisant un
angle
θ
avec
l'axe
de la
bobine 1.
Si
on fait tourner, à
ϖ
rad/sec, un dipôle
magnétique
de moment
M
r
autour du
point
O, il
existe en O un champ
tournant
B
dont la projection sur Ox est de la forme b
x
= Bcos(
ϖ
t-
θ
). On
recueille
aux
bornes des 3 enroulements des fem alternatives (loi de Lenz, e=-d
φ
/dt) déphasées de