Calcul des paramètres ondulatoires dans les moteurs asynchrones alimentés par des convertisseurs de fréquence.
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Date
2017
Authors
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Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
Durent ce dernier siècle, l'accroissement optimal de la compétitivité mondial en matière de production dans un contexte international très concurrentiel à poussé les industriels à chercher comment assurer et maitriser la disponibilité et la sureté de fonctionnement de leurs outils de production. Les moteurs à induction sont les moteurs les plus utilisés dans les applications industrielles, en raison de leur bonne fiabilité, faible coût et rendement élevé. Des applications qui s'étendent des appareils ménagers à vitesse élevée jusqu'à l'utilisation dans l'industrie du pétrole, l'industrie cimentière, les véhicules électriques, les systèmes de pompage, etc La progression dans l'électronique de puissance à permet aux systèmes de contrôle de participer à l'utilisation permanente des moteurs asynchrones dans le domaine électrique, et ce, pour assurer la variation de la vitesse des mécanismes industriels car ils présentent l'avantage d'être robuste, de construction simple et peu coûteux. Par conséquent, les moteurs à induction et leurs systèmes de commande nécessitent une supervision continue de leur état afin de réduire la fréquence et la durée des arrêts non désirés. Parallèlement à la densification des convertisseurs d'électronique de puissance, l'augmentation constante des fréquences mises en jeu dans leur fonctionnement conduit à une pollution électromagnétique de leur environnement. Cette pollution se traduit par l'apparition de perturbations à haute fréquence se propageant aussi bien dans les câbles alimentant les appareils que dans l'air sous forme d'ondes électromagnétiques, pouvant altérer le fonctionnement des appareils électriques voisins. Et comme tout autre équipement électrique la machine asynchrone n'est pas à l'abri d'un dysfonctionnement, elle peut être affectée par des défauts électriques ou mécaniques au niveau du stator, ou rotor, ou les deux en même temps. De ce fait, un arrêt brusque dû à une anomalie quelconque peut engendrer l'arrêt dune chaine de production, les pertes des produits, les retards à la livraison, etc Suivant les statistiques du constructeur " SIEMENS " la durée de vie d'un moteur alimenté par un convertisseur de fréquences varie de quelques centaines à quelques milliers d'heures, c'est pour cela que l'étude du phénomène ondulatoire et surtensions dans les machines asynchrones commandés par des convertisseurs de fréquence est un problème important et d'actualité. Les phénomènes de dégradation du système d'isolation électrique (SIE) des machines basse tension alimentées en modulation de largeur d'impulsion (MLI). Les bobines statoriques de ces machines sont soumises à des contraintes particulières, la répartition de la tension dans les enroulements se fait d'une manière non linéaire car les convertisseurs statiques modernes imposent des fronts de tension très raides qui correspondent à des dV/dt très élevés. Les oscillations pseudopériodiques qui suivent les fronts raides sont à l'origine des champs électriques intenses dans les isolants qui peuvent dépasser le seuil d'apparition des décharges partielles provoquent une dégradation rapide des isolants. Le travail réalisé dans le cadre de ce mémoire présente, le calcule des paramètres ondulatoires avec la méthode géométrique tout en connaissant les dimensions géométriques des machines et avec l'élaboration du schéma équivalent en considérant une série d'hypothèse simplificatrice et en tenant compte de tous les phénomènes physique qui intervient dans un processus ondulatoire. Le contenu de notre travail se résume par trois chapitres dont le premier chapitre, résume les généralités sur éléments principaux de construction des machines asynchrones, le deuxième chapitre présente le programme de calcul des paramètres géométriques d'un moteur 7,5 KW (type 133-4 pôles moteur ELECTRO-INDUSTRIES), quand au dernier chapitre, il récapitule les surtensions et le calcul des paramètres ondulatoires dans les machines asynchrones alimentées par des convertisseurs de fréquences et on termine notre travail par une conclusion générale.
Description
65 f. : ill. ; 30 cm. (+ CD-Rom)
Keywords
Moteur asynchrone à cage, Construction de la machine asynchrone à cage, Dimensions géométriques principales, Calcul de l'enroulement statorique, Dimensionnement d'un moteur asynchrone à cage, Calcul magnétique d'un moteur asynchrone triphasé a cage, Courant et tension non sinusoïdaux des moteurs, Les pertes dans le moteur asynchrone à cage., Distribution non linéaire de la tension entre les spires de la bobine, Fréquence critique et supercritique, Caractéristiques générales des phénomènes ondulatoires dans les machines électriques à courant alternatif
Citation
Machines Electriques