Etablir l’ensemble des critères de choix d’un moteur électrique

Entraînement des machinesOBJECTIF DU COURS

Etablir l’ensemble des critères de choix d’un moteur électrique.

ELEMENTS D’EVALUATION

Justifier le choix d’un moteur

Choisir un moteur

1. Définitions :

1.1. Convertisseurs Electromécanique ou Machine Electrique :

1.2. Choix d'une Machine Electrique :

1.3. Point de fonctionnement :

1.4. Point nominal de fonctionnement :

1.5. Notion de charge :

2. Critères de choix Electrique :

2.1. La nature réseau :

2.2. Les caractéristiques :

3. Critères de choix mécaniques :

3.1. Chaîne de transmission :

3.2. Type de couple résistant sur l'arbre de la machine :

Caractéristique de pompage 1 et 2 :

Caractéristique de ventilation 3 :

Caractéristique d'essorage 4 :

3.3. Le moment d’inertie :

3.4. Etude de la dynamique :

3.4.1. Equation fondamentale :

Conditions de démarrage :

3.5. Régime établi (point de fonctionnement) :

3.5.1. Fonctionnement stable de la machine :

3.5.2. Ralentissement naturel de la machine :

3.5.3. Freinage du moteur :

4. Quadrants de fonctionnement d’une machine :

5. Autres critères de choix d'un convertisseur électromécanique :

5.1. Choix en fonction de l'environnement :

5.1.1. Déclassement :

5.2. Services :

5.3. Critères géométriques :

6. Exercice :

Définitions :

Convertisseurs Electromécanique ou Machine Electrique :

On définit une machine électrique comme étant un dispositif de conversion Mécanique / Electrique ou Electrique / Mécanique.

Conversion Electrique / Mécanique => Moteurs Conversion Mécanique / Electriques => Générateurs.

Choix d'une Machine Electrique :

On doit pour choisir une machine électrique connaître les caractéristiques des énergies Entrantes et Sortantes. Soit pour l'énergie :

Outre ces caractéristiques fondamentales pour le choix d'une machine électrique, d'autres critères doivent néanmoins pris en compte.

Citons entre autre :

L'environnement (définition de l'IP, de l'IK, de la classe de température, l'altitude de fonctionnement, nature de l'atmosphère….)

Le service de fonctionnement ;

Les dimensions de la machine (Hauteur d'axe, …) ;

La position de fonctionnement (Verticale, Horizontale) ;

Exemples de convertisseur Electromécanique :

Machine à courant continu (Moteur ou Dynamo) ;

Machine asynchrone (Moteur ou Générateur) ;

Machine synchrone (Moteur ou Alternateur) ;

Machines spéciales (Moteur asynchrone 2 vitesses, Moteur pas à pas, Moteur linéaire ….)

Point de fonctionnement :

En fonctionnement MOTEUR : C'est le point où le couple 'tension, courant' permet le fonctionnement de la machine pour un couple 'fréquence de rotation, couple' donné.

En fonctionnement GENERATEUR : C'est le point où le couple 'fréquence de rotation, couple' permet le fonctionnement de la machine pour un couple 'tension, courant' donné.

DANS TOUS LES CAS, C'EST LA CHARGE QUI IMPOSE LE POINT DE FONCTIONNEMENT D'UNE MACHINE ELECTRIQUE (sauf cas particuliers).

Point nominal de fonctionnement :

C'est le point de fonctionnement « normal » prévu par le constructeur du moteur.

Notion de charge :

Pour un moteur, on appelle charge, le dispositif mécanique qui impose le couple de caractéristiques 'Fréquence de rotation, Couple'. (exp. Pour un ascenseur, c'est la vitesse de déplacement qui impose la fréquence de rotation, et la masse à déplacer qui impose le couple).

Pour un générateur, on appelle charge le dispositif électrique qui impose le couple de caractéristiques 'Tension, Courant'. (exp. L'éclairage d'un phare de vélo est imposé par la tension à ces bornes. Pour un éclairage constant, il faut rouler à une vitesse constante).

Critères de choix Electrique :

La nature réseau :

alternatif monophasé, triphasé avec ou sans neutre, multiphasé…

Continu ;

…

Les caractéristiques :

Tension ;

Fréquence ;

Puissance ;

…

Voir les différents cours de physique et d'ESTI.

Critères de choix mécaniques :

Le choix d’un convertisseur dépend essentiellement du type

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