Moteur asynchrone

Couple, vitesse, Puissances et Energies – cas d’une motorisation électrique

[pic 7]

[pic 8]

Relations : [pic 9]

Pélectrique :                                                       🡪 Pmécanique :

  (Pabsorbée)                                                             (Putile)

Ici intervient aussi la notion de rendement: η = puissance de sortie / puissance d’entrée                 soit  η = Pmécanique/ Pélectrique

Le rendement n’a pas d’unité, il est toujours <1.  Il s’exprime généralement en %.

Remarque : le rendement fait intervenir la puissance active et la puissance utile

Exemple #1 : une machine est entrainée par un moteur référencé LS 63M. Le moteur pourra travailler de 50%  à 100% de sa charge nominal.[pic 10]

[pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

Déterminer la puissance électrique consommée (Pa100%) pour le fonctionnement nominal du moteur.

Retrouver par calcul la puissance mécanique  en fonctionnement nominal: Pn

[pic 15]

Déterminer pour une phase de fonctionnement à 50% (Pu = 50% de Pn), la puissance active (Pa50%) et le courant consommé par le moteur (I50%) :

[pic 16]

Point de fonctionnement :

Pour l’étude précédente, le moteur est à son point de fonctionnement. Autrement dit il développe la puissance (à couple et vitesse angulaire constant) nécessaire à l’entrainement de la charge soit : C moteur = C résistant

Si le couple au niveau de la charge change, le point de fonctionnement se déplace sur la caractéristique de celle du moteur : du point  à vide,  au couple maximum.

[pic 17]

Durant le régime dynamique (Accélération ou décélération), la vitesse varie en fonction du temps (voir points 0 et 0+). Il nous faut donc étudier cette variation de vitesse.

Nous noterons l’accélération ou la décélération : γ[rad/s²]  ( se lit « gamma ») 

Elle est donnée par la relation suivante :

γ =   [pic 18]    =[pic 19]= [pic 20]

Sur l’exemple #1, déterminer l’accélération angulaire :

Cette accélération est donnée par le moteur (sauf cas de charge entraînante), il produit donc un couple accélérateur que nous noterons  Cacc (ou Tacc) qui permet de « lancer » la charge.

Ce couple accélérateur  est valable uniquement durant le régime dynamique, car en statique (vitesse constante), il n’y a plus de variation de vitesse (γ = 0) dont plus de couple accélérateur : nous sommes au point de fonctionnement du moteur.

[pic 21][pic 22]

[pic 23]

La méthode la plus simple afin de déterminer le couple moteur,  consiste à supposer que le  couple moteur est constant durant toute la phase de démarrage.

On assimile donc :  Cmoteur = Cdémarrage

Sur l’exemple #1, (voir doc. Constructeur), déterminer le couple moteur (moyen) et le couple accélérateur pour le cas d’un démarrage du moteur à charge nominale.

Remarque concernant les types de charge  

L’association charge/moteur doit respecter deux règles principales :

Le moteur doit être capable de démarrer avec sa charge.

Après démarrage la vitesse et le couple doivent se stabiliser à des valeurs admissibles par le moteur et la charge (point de fonctionnement).

[pic 24][pic 25]

[pic 26]

Comportement électrique/mécanique  en phase de démarrage

Sur l’exemple #1 : calculer le courant (Id) et la puissance  active Pad [W]   consommée lors du démarrage On prendra : cosφ démarrage = 0.3

[pic 27][pic 28]

Représentation des phénomènes : [pic 29]

[pic 30][pic 31][pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36]

[pic 37][pic 38][pic 39][pic 40]

 [pic 41][pic 42][pic 43][pic 44][pic 45][pic 46][pic 47][pic 48]

[pic 49][pic 50][pic 51][pic 52][pic 53]

[pic 54]

[pic 55][pic 56][pic 57]

[pic 58][pic 59]

[pic 60][pic 61]

[pic 62]

[pic 63]

[pic 64]

[pic 65][pic 66][pic 67][pic 68][pic 69][pic 70][pic 71][pic 72][pic 73][pic 74][pic 75][pic 76][pic 77][pic 78][pic 79][pic 80][pic 81][pic 82][pic 83][pic 84][pic 85][pic 86][pic 87][pic 88][pic 89][pic 90][pic 91][pic 92][pic 93][pic 94]

...