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  1. Puissances sur les réseaux triphasées : définitions et mesure en régime sinusoïdal et non-sinusoïdal. (BTS).
  2. Première leçon sur le transformateur monophasé : conventions, équations en valeur instantanée, équations et schéma équivalent en régime sinusoïdal permanent. (BTS).
  3. Transformateur en régime non sinusoïdal de tension : relations générales, exemples d\’application. (BTS).
  4. Transformateur triphasé : constitution, indice horaire. Fonctionnement en parrallèle. (IUT).
  5. Première leçon sur les convertisseurs statiques électroniques. La fonction interrupteur : modes de commande, directionnalité, changement d\’état, interrupteurs de synthèse. (IUT).
  6. Les cellules de commutation usuelles de l\’électronique de puissance : principe, fonctionnement, réversibilité, associations. (IUT).
  7. Cellules de commutation du type : transistor à grille isolée (MOS ou IGBT) – diode. Commutations. Pertes. (IUT).
  8. Pont complet monophasé. Modes de commande. Réglage de la puissance. (IUT).
  9. Hacheurs : classification, réversibilité, étude s\’un exemple. (IUT).
  10. Onduleurs à résonnance : principe, types de fonctionnement, interrupteurs utilisés, applications. (IUT).
  11. Méthode du plan de phase : application à un convertisseur DC-DC à résonnance. (IUT).
  12. Alimentation à découpage « forward » à un seul interrupteur commandé. (IUT).
  13. Alimentation à découpage « flyback » à un seul interrupteur commandé. (IUT).
  14. Absorption de courant sinusoïdal sur le réseau : principe, exemple de convertisseur. (IUT).
  15. Ponts redresseurs commandés : caractéristiques de sortie ; facteur de puissance. (BTS).
  16. Circuits magnétiques incluant des aimants premanents : applications aux machines électriques. (IUT).
  17. Principe de la conversion d\’énergie des MCC. Couple. (BTS).
  18. Réglage électronique des caractéristiques mécaniques des MCC à excitation séparée : limites de fonctionnement dans le plan couple-vitesse. (BTS).
  19. Asservissement de vitesse d\’une MCC dont l\’induit est alimenté par un hacheur réversible, boucles de courant et de vitesse. (IUT).
  20. Forces magnétomotrices d\’entrefer dans les machines à courant alternatif. (IUT).
  21. Principe de la conversion d\’énergie dans les machines synchrones. Etablissement d\’un schéma équivalent monophasé. (IUT).
  22. Machine synchrone alimentée par un réseau de fréquence fixe : conventions, diagrammes et réversibilité. (IUT).
  23. Machine synchrone à poles lisses : modèle et diagramme de Potier. (BTS).
  24. Machine synchrone à pôles saillants non saturée : modèle et diagramme à deux réactances. (IUT).
  25. Machine synchrone autopilotée alimentée en courants sinusoïdaux par un onduleur de tension : commande, formes d\’ondes, caractéristiques. (IUT).
  26. Principe de la conversion d\’énergie dans les machines asynchrones. Etablissement d\’un schéma équivalent monophasé. (IUT).
  27. Machine asynchrone : Couple, modes de fonctionnement, bilan de puissance. (BTS).
  28. Caractéristiques et modes de fonctionnement d\’une machine asynchrone triphasée à cage alimentée par un réseau de fréquence et de tension fixe. (IUT).
  29. Réglage électronique du couple des machines asynchrones triphasées à cage. Introduction à l\’autopilotage. (IUT).
  30. Moteur pas à pas : principe, caractéristiques et alimentation. (IUT).

 

 

                


Lecon Electrotechnique n°1

Puissances sur les réseaux triphasées : définitions et mesure en régime sinusoïdal et non-sinusoïdal. (BTS).

Biblio :

  • Guide du technicien en électrotechnique. (Mauclerc, Aubert, Domenach).
  • Electrotechnique industrielle. (Séguier Notelet).

Plan

Rappels et définitions.

Système triphasé équilibré.
Définition de P, Q, S, k=P/S et D e, régime quelconque et sinusoïdal.
Théorème de Boucherot. (sur les puissances actives).

Régime sinusoïdal.

Systèmes équilibrés.
Notion d\’impédance cyclique -> Schéma équivalent et puissance en monophasé -> pas de puissance fluctuente en triphasé.
Systèmes déséquilibrés.
P=P1+P2+P3, Q=Q1+Q2+Q3, mais S<>S1+S2+S3
Mesure.
Appareillage de mesure : Wattmètre, multiplieur.
Méthode des 2 Wattmètres. (valable en sinusoïdal quelqu\’il soit).
En régime équilibré, on peut avoir phi avec la méthode des 2 Wattmètres.

Régime non sinusoïdal.

Différents types de régimes non sinusoïdaux.
Sinus de tension, non sinus de crt. (redresseur à diodes).
Sinus de crt, non sinus de tension. (onduleur).
Puissance active et réactive en non sinusoïdal.
P=Sum(Uk*Ik*cos(phi(k))). Q=Sum(Uk*Ik*sin(phi(k))/k).
S=sqrt(Sum(Vk²))*sqrt(Sum(Ik)²).
Si on a une grandeur sinusoïdale, P=U1*I1*cos(phi).
On peut donc utiliser Boucherot si on a une grandeur sinusoïdale.


Lecon Electrotechnique n°2

Première leçon sur le transformateur monophasé : conventions, équations en valeur instantanée, équations et schéma équivalent en régime sinusoïdal permanent. (BTS).

Biblio :

  • Séguier Notelet.

Plan

Intro et rappels :

Nécessité (adaptation du niveau de tension, facilité de refroidissement p/r a u transfo tri).
Constitution.

Equations constitutives.

Conventions. (Bornes homologues).
Equations magnétiques. (Loi d\’Hopkinson).
Equations électriques. (tension primaires et secondaires).

Transformateur parfait.

Hypothèses.
r1=r2=l1=l2=R=0.
Rapport de transformation u2/u1.
Impédances ramenées (en sinusoïdal).
Intérêt du transfo.

Transformateur non parfait.

Hypothèse de Kapp : Flux forcé (pertes faibles).
Transformateur à vide (Hopkinson).
Transfo en charge.
(on soustrait I10 à I1 en charge).

 


Lecon Electrotechnique n°3

Transformateur en régime non sinusoïdal de tension : relations générales, exemples d\’application. (BTS).

Biblio :

  • Electronique de puissance (W Lander) -> transfo d\’impulsions.
  • Alimentations à découpage, convertisseurs à résonnance. (Ferrieux Forest). -> Alim à découpage.
  • Génie électrotechnique : Collection Etapes.
  • Electrotehnique industrielle (Séguier-Noetelet).

Plan

Relations générales.

Loi d\’Hopkinson. (Rappeler le schéma équivalent Hopkinson).
Equation des tensions primaires et secondaires. (Schéma électrique à mettre et conventions).
Hypothèses. (on se place dans le cas r1=r2=l1=l2=0).Equations dans le cas sinusoïdal et relation de Boucherot.

Montage avec B=f(U) symétrique.

Onduleur de tension pleine onde.
A partir de Boucherot, on obtient Veff max -> Gain de volume si on augmente f.

Montage avec B=f(U) dissymétrique.

Transfo d\’impulsions. (utilité : isolation galvanique).
Alimentation Forward. (utilité : rapport de tension et isolation).


Lecon Electrotechnique n°4

Transformateur triphasé : constitution, indice horaire. Fonctionnement en parrallèle. (IUT).

Biblio :

  • Electrotechnique industrielle. (Séguier Notelet).
  • Génie électrotechnique (Collection Etapes).

Plan

Structure.

3 transfo distincts.
Branche en parrallèle (pb de déséquilibre à vide sur certains montages).
Cuirassé (trois tores pour mettre les bobines dans un bloc de matériau).

Les couplages.

Etoile(Y) / Triangle(D) / Zig-Zag(Z).
Choix du couplage.
BT : étoile pour bénéficier des tensions simples.
HT : étoile avec neutre pour protéger à la terre.
Couplages différents en entrée et sortie. (Yy, Dy, Yd, Yz, Zy).
Rapport de transformation.
Etude des couplages (Yy, Dy, Yz).
Indice horaire. (I=-teta/(Pi/9)).

Mise en parrallèle de transformateurs.

Intérêt : on rajoute ou on enlève des transfo afin de les faire fonctionner à point de fonctionnement nominal.
Modélisation.
Courant de circulation (homopolaire) -> condition de mise n //.


Lecon Electrotechnique n°5

Première leçon sur les convertisseurs statiques électroniques. La fonction interrupteur : modes de commande, directionnalité, changement d\’état, interrupteurs de synthèse. (IUT).

Biblio :

  • Ferrieux Forest.
  • Séguier tome 3.
  • Commutation douce. (Chéron).
  • Guide du technicien en électrotechnique. (Mauclerc, Aubert, Domenach).

Plan

Intro :

  • Interface entre 2 sources d\’énergie et qui permet de controler le transfert d\’énergie.
  • Ils sont constitués d\’interrupteurs, de L et de C.
  • Convention de signe récepteur.

Les semi-conducteurs.

Pour chaque, donner la caractéristique réelle (avec des ordres de grandeurs : courant limite…) et idéalisée, et la commande. Parler du blocage pour le thyristor (tq).
Diode.
Thyristor.
GTO. (commande en vgs).
Transistor. (commande par ib).

Caractérisation des sources.

Sources de tensions, de courants. (pas de dicontinuité à l\’échelle des commutations.)

La fonction interrupteur.

Associations. (besoin d\’inter 2,3,4 egments -> associations série ou parrallèle).
Changement d\’état. (Cadran interdits -> Commutation spontanée et commandée).
Classification.
2,3,4 segments.Exemple d\’un interrupteur de synthèse.
Le thyristor dual. (dual -> symétrique p/r à la première diagonale.)


Lecon Electrotechnique n°6

Les cellules de commutation usuelles de l\’électronique de puissance : principe, fonctionnement, réversibilité, associations. (IUT).


Biblio :

  • Séguier Tome 3.
  • La commutation douce. (Chéron).
  • Méthode d\’étude des convertisseurs statiques. (Walrave).
  • Ferrieux Forrest.

Plan

Rappels sur les interrupteurs.

Interrupteur réel idéalisé.
Diagramme 4 quadrant, hypothèses parfait, commutation spontanée et commandée.
Les fonctions interrupteur. (diode, thyristor, transistor).

La commutation

La cellule élémentaire. (2 inter sur source de courant).
La commutation naturelle.
Influence de la nature réelle des sources. (inductance de ligne -> décroissance du courant linéaire).

Synthèse des cellules de commutation.

Chgt de signe de I.
Chgt de signe de V.

Associations.

Hacheur réversible en courant. (pas en tension).
Cellule correspondant à la traction.
Cellule correspondany au freinage.
Mise en parrallèle.
Onduleur de tension.
4 phases de fonctionnement. -> présence des diodes en anti-parrallèle.


Lecon Electrotechnique n°7

Cellules de commutation du type : transistor à grille isolée (MOS ou IGBT) – diode. Commutations. Pertes. (IUT).

Biblio :

  • Guide du technicien en électrotechnique. (Mauclerc, Aubert, Domenach).
  • Ferrieux Forrest.

Plan

La cellule Transistor-Diode.

Considérations d\’ordre général. (possibilité de réversibilité en courant)
Fonctionnement.

Composants utilisés.

La diode.
PIN.
Le transistor.
MOSFET. (ne pas oublier les ordres de grandeur).
IGBT.
Critère de choix.

Pertes en commutation dans les cellules.

Pertes intrinsèques.
Stockage de charges.
Influence de la résistance de grille.
Améliorations : CALC et écrêteur RCD.


Lecon Electrotechnique n°8

Pont complet monophasé. Modes de commande. Réglage de la puissance. (IUT).

Biblio :

  • Guide du technicien en électrotechnique. (Mauclerc, Aubert,Domenach).
  • Electronique de puissance. (Lander).
  • Séguier tome 4.

Plan

Convertiseurs directs.

Pont avec source de tension -> source de courant.
Pont avec source de courant -> source de tension.

Onduleurs de tension. (ne pas oublier de parler des composants pour réaliser les différents montages)

Exemple. (Schéma avec condensateur en entrée et bobine en sortie).
Mode de commande pleine onde.
Mode de commande décalée.
Mode de commande MLI. (on rejette les harmoniques).
MLI calculée. (possibilité de commander le fondamental et x harmoniques à 0 ou x+1 harmoniques à 0).
MLI intersective.
MLI Hystérésis. (on cherche à avoir un courant absorbé sinusoïdal, facilité du réglage de puissance).
Réversibilité de l\’onduleur de tension. (on passe d\’un onduleur à un redresseur, attention à la réversibilité de la source).


Lecon Electrotechnique n°9

Hacheurs : classification, réversibilité, étude s\’un exemple. (IUT).

Biblio :

  • Séguier tome 3.

Plan

Classification.

Diagramme source I/U vers source I/U.
Classification hacheur direct (dévolteur survolteur) et indirect.

Hacheurs directs.

Structure générale. (2 fct de modulation et 2 ou 4 interrupteurs).

On étudi euniquement la structure tension -> courant.
Hacheur dévolteur.
Hacheur survolteur.
Hacheur réversible en courant. (etude vis à vis de la source de courant uniquement)
on place une structure transistor + diode en anti parrallèle à la place des composants du hacheur dévolteur

Hacheur réversible en tension. (etude vis à vis de la source de courant uniquement)
Transistor à la place de la diode dans le hacheur dévolteur.

Hacheur réversible en courant et tension. (etude vis à vis de la source de courant uniquement)
Deux transistors en antiparrallèle à la place des composants du hacheur dévolteur.

Hacheur indirects.

Hacheur à stockage inductif.
Hacheur à stockage capacitif (citer sans le développer).

Applications

Tension -> MCC. (fonctionnement continu et discontinu).


Lecon Electrotechnique n°10

Onduleurs à résonnance : principe, types de fonctionnement, interrupteurs utilisés, applications. (IUT).

Biblio :

  • Ferrieux Forrest.
  • Séguier tome 4.

Plan

Intro.

  • La leçon est centrée sur le transfert de puissance -> utilisation de l\’onduleur à résonnance pour éviter les pertes dues aux harmoniques. (Autre solution, MLI + passe-bas).
  • présentation onduleur de tension et de courant.

Principe des onduleurs à résonnance.

Onduleur série. (onduleur de tension)
Onduleur parallèle. (Onduleur de courant)

Modes de fonctionnement.
On fait dans l\’étude l\’approximation du premier harmonique.

Onduleur série.
Charge capacitive et wOnduleur //.
Charge capacitive et w>wo -> Thyristor.Transfert de puissance.

Application.

Alim à onduleur à résonnance.
Chauffage par induction magnétique. (réglage de la puissance).


Lecon Electrotechnique n°11

Méthode du plan de phase : application à un convertisseur DC-DC à résonnance. (IUT).

Biblio :

  • Ferrieux Forrest.

Plan

Méthode du plan de phase.

Généralités : destinée à étudier les équa diff à coef constants.
Application à l\’étude des circuits LC -> cercle
Exemple alimenté par E ou par 0.

Application au convertisseur DC/DC à résonnance.

Fonctionnement à F>Fo.
Fonctionnement à Fo/2


Lecon Electrotechnique n°12

Alimentation à découpage « forward » à un seul interrupteur commandé. (IUT).

Biblio :

  • Génie Electronique (Collection Etapes). (3 premières parties)
  • Ferrieux Forrest. (limite de fonctionnement cf hacheur à stockage inductif).

Plan

Intro

Rappels sur le tranformateur.
Rappels sur le hacheur dévolteur.
Avantage de la Forward : adaptation de tension et isolation galvanique.

Structure d\’une alimentation Forward.

Insertion du transformateur (dans un lieu ou il y a de l\’alternatif et une place possible).
Problème de démagnétisation. (différentes possibilités).
Structure classique.

Fonctionnement.

Phases de fonctionnement.
Etude des grandeurs de sortie (Vs, et limite de fonctionnement continu et discontinu (charge peu amortie) ).


Lecon Electrotechnique n°13

Alimentation à découpage « flyback » à un seul interrupteur commandé. (IUT).

Biblio :

  • Génie Electronique (Collection Etapes). (3 premières parties)
  • Ferrieux Forrest. (limite de fonctionnement cf hacheur à stockage inductif).

Plan

Intro :

Conversion continu-continu. Présentation du hacheur à stockage inductif.
Aventage de la Flyback. (isolation galvanique et adaptation de tension).

Fonctionnement en discontinu (démagnétisation complète)

Equations de base.
Formes d\’onde. (tensions et flux).
Parler du mode de fonctionnement continu (peu utilisé).

Energie en conduction discontinue.

Energie stockée puis transférée.
Calcul de la tension de sortie sur charge R.

Limite du fonctionnement discontinu

Calcul de la fonction limite continuité-discontinuité.

Element de stockage d\’énergie magnétique

Nécessité d\’avoir une mutuelle avec un entrefer.


Lecon Electrotechnique n°14

Absorption de courant sinusoïdal sur le réseau : principe, exemple de convertisseur. (IUT).

Biblio :

  • Alimentations à découpage, convertisseurs à résonnance. (Férieux Forrest).

Plan

Intro :

  • Problème de la puissance apparente : S²=P²+Q²+D².
  • Redresseur traditionnel. -> insertion d\’un hacheur.

Principe de l\’absorption sinus et détermination du hacheur.

Principe de l\’absorption sinus.
Nécessité du hacheur survolteur -> parallèle ou à stckage inductif.
Comparaison des 2 types de hacheurs.

Absorption sinus par un ensemble redresseur + hacheur survolteur.

Loi de commande en boucle ouverte.
Commande en boucle fermée.

Détermination du filtre LC en sortie.

Détermination de L. (compromis lissage non commandabilité).
Détermination de C. (pour une ondulation donnée).

Autres structures (cf Séguier tome 4). (en option)


Lecon Electrotechnique n°15

Ponts redresseurs commandés : caractéristiques de sortie ; facteur de puissance. (BTS).

Biblio :

  • Les convertisseurs de l\’électronique de puissance. (Séguier).

Plan

Rappels sur le pont redresseur simple.

Le pont de diodes simple.
Le pont à thyristors simple. (forme d\’onde, valeur de sortie, diagramme PQ).
Construction du pont double.

Le pont double.

Pont double à diodes.
Le pont double à Thyristors. (forme d\’onde, valeur de sortie, diagramme PQ).
Angle de garde.

Autre ponts.

Le pont mixte. (forme d\’onde, valeur de sortie, diagramme PQ).
Groupement série de ponts (triphasé).

Imperfections dues à la source

Source. (effet de l\’inductance de ligne et tps de recombinaison : commutation en court-circuit -> tension= tension médiane).


Lecon Electrotechnique n°16

Circuits magnétiques incluant des aimants permanents : applications aux machines électriques. (IUT).

Biblio :

  • Revue 3EI : « Circuits à aimants ».
  • Aimants permanents. (Lacroux).

Plan

Modélisation.

Propriétés. Un aimant est assimilé à de l\’air et produit des Ampères tours.
Fonctionnement microscopique. Température de Curie.
Cycle B=f(H). et B=uo*(H+M), M=g(H) avec g fction trigger… -> modèle de B=f(H).

Aimants dans un circuit.

Droite de charge. (Utilisation uniquement dans le quadran à gauche en haut).
Critère d\’Evershed. (maximisation de l\’énergie : W=1/2*Ba²/uo*Sa*ha et Ba=Br+2*uo*Ha -> Ha=-Br/2uo et Ba=Br/2).

Fonctionnement dynamique.

Influence d\’une variation de l\’entrefer (et donc de la droite de charge). -> droites de recul.
Influence d\’un courant démagnétisant. (on rajoute des Ampère tours NI). -> ex induit de MS en court-circuit : Is compense le champ de l\’inducteur.

Application.

Equivalence bobine-aimant.
Concentration de flux -> aimant axiaux.

Conclusion.

Problèmes (démagnétisation, limitation en température, usinage).
Avantages (chps importants dans de petits espaces).


Lecon Electrotechnique n°17

Principe de la conversion d\’énergie des MCC. Couple. (BTS).

Biblio :

  • Génie Electrotechnique. (Collection Etape).
  • (Electrotechnique industrielle. (Séguier Notelet).)

Plan

Cas de la spire simple.

Calcul de e=-d(phi)/dt.
Calcul du moment magnétique.
Calcul du couple.
-> Nécessité des balais.

Machine à plusieurs conducteurs.

Calcul du couple.
Calcul de la f.e.m.

Discussion sur le fonctionnement

(Equations constitutives.)
4 quadrants de fonctionnement.
Bilans d\’énergie.


Lecon Electrotechnique n°18

Réglage électronique des caractéristiques mécaniques des MCC à excitation séparée : limites de fonctionnement dans le plan couple-vitesse. (BTS).

Biblio :

  • Capes 1999.
  • Génie électrotechnique (Collection Etapes).

Plan

Equations du fonctionnement de la MCC.

Equations en régime statique.
Equations instantanées.
Passage aux valeurs moyennes.

Caractéristiques usuelles.
Omega=(U-RI)/(k*Phi).

Caractéristiques mécanique de la MCC.

On se place dans le plan C=f(omega).
Caractéristique Ce=f(omega,U,phi).Grandeurs de réglage du couple.
Alim en tension : Phi =cte ou U=cte.
Alim en crt : Phi = cte.
Pt de fonctionnement.
Alim en tension : vitesse fixe.
Alim en courant : vitesse = f(charge).
Limitations.
Thermiques (Pmax).
Mécaniques (Omega max).
Electriques (Imax pour les commutations).

MCC alimentée en tension.

Fonctionnement à couple utile constant. (U variable, Phi fixé).
Fonctionnement à puissance utile constante. (U fixé, Phi variable).
Exemple.
Levage (C=cte).
Traction automobile. (phase de couple constant puis P constante).

MCC alimentée en courant.

Principe.
Limitations.

Réalisation des variateurs électroniques.

Tableau récapitulatif donnant la structure des variateurs.
Convertisseurs alternatif/continu. (obligatoire).
Convertisseurs continu/continu. (optionnel mais permet des réglages).


Lecon Electrotechnique n°19

Asservissement de vitesse d\’une MCC dont l\’induit est alimenté par un hacheur réversible, boucles de courant et de vitesse. (IUT).

Biblio :

  • Actionneurs électriques. (Grellet Clerc).
  • Modélisation et commande de la MAS. (Caron Authier).

Plan

Modélisation.

Hacheur.
Machine à courant continu.

Inversion du modèle.
L\’objectif est de construire le modèle inverse de la MCC qui justifiera la boucle de courant et de tension.

On construit le modèle inverse.
On le simplifie (bouclage d\’un 1/p pour faire p).
On remplace les capteurs (chers) par des intégrateurs dans les correcteurs.
On obtient le modèle avec boucle de courant et de vitesse.

Boucle de courant.

Fct de transfert.
Position du PI.


Lecon Electrotechnique n°20

Forces magnétomotrices d\’entrefer dans les machines à courant alternatif. (IUT).

Biblio :

  • Séguier Notelet.
  • Revue 3EI pour les illustrations des cartes de champ des différents bobinages).

Plan

Position du problème

  • Comment créer un champ tournant à partir d\’une armature fixe.
  • Hypothèses. (ur=cte, energie integralement stockée dans l\’entrefer, e<<2R, pas de phénomène d\’encoche).

FMM créée par une bobine.

Bobinage diamétral concentré.
Bobinage diamétral réparti.
Bobinage idéal. (coeff de distribution).

Evoultion des répartitions en fonction du temps.

Fmm d\’un enroulement fixe monophasé.
Théorème de Leblanc.Fmm d\’un enroulement fixe triphasé.
Théorème de Ferraris.


Lecon Electrotechnique n°21

Principe de la conversion d\’énergie dans les machines synchrones. Etablissement d\’un schéma équivalent monophasé. (IUT).

Biblio :

  • Séguier Notelet.
  • …. ?

Plan

Principe et structure de la Machine Synchrone.

Principe. (C=M^B).
Structure. (On adoptera le cas bipolaire).

Couple et fem dans une Machine Synchrone.

FEM.
Réaction magnétique d\’induit.
Couple dans une machine bipolaire.

Schéma équivalent monophasé.

RMI -> Ls.
Inducteur -> E.
Conventions.
Diagramme de Behn-Eschembourg. (Génératrice / Moteur).
Interprétation énergétique. (Détermination de Ce à partir de E et I).

Essais permettants de déterminer le schéma équivalent de la Machine Synchrone.

Essai en court-circuit.
Essai à vide.
Essai volt-ampèremétrique.


Lecon Electrotechnique n°22

Machine synchrone alimentée par un réseau de fréquence fixe : conventions, diagrammes et réversibilité. (IUT).

Biblio :

  • Electrotechnique industrielle. (Séguier Notelet).
  • Actionneurs électriques. (Grellet Clerc).

Plan

Présentation

Proposer un système réel (production d\’énergie avec un lac) pour amener les différents modes de fonctionnement.
Couplage.

Diagrammes de puissance.

Mise en évidence du diagramme de puissance.
Utilisation dans le cas présenté avant.
Action sur Iexc à V=cte.
Action sur V à Iexc=cte.
Réversibilité.
Compensateur synchrone.

Expression de C.

Expression du couple en MB*sin(delta) -> stabilité.
Oscillations de couple.

Limites de fonctionnement.

Limites électriques.
Limites mécaniques.
Limites de stabilité.


Lecon Electrotechnique n°23

Machine synchrone à poles lisses : modèle et diagramme de Potier. (BTS).

Biblio :

  • Séguier Notelet.

Plan

Etat magnétique de la machine.

On a la caractériqtique à vide E=f(Ie).
On ne peut pas sommer les flux, en revanche c\’est OK pour les fmm.
On défini : flux tot= flux (Ie+I) + flux fuite (lambda*I).

Modèle de la MS saturée.

Fonctionnement à vide. (fmm à vide).
Fonctionnement en charge (fmm due à l\’induit).
Résultante. -> définition de Ie+alpha*I.
Schéma équivalent.
V=Er-RI-jlambda*omega*I.
Ier=Ie+alpha*I.

Diagramme de Potier

Tracé du diagramme de Potier.
Remarquer la fem Inducteur qu\’il faudrait pour amener la machine dans le même état magnétique.
Détermination de alpha et lambda.


Lecon Electrotechnique n°24

Machine synchrone à pôles saillants non saturée : modèle et diagramme à deux réactances. (IUT).

Biblio :

  • Séguier Notelet.

Plan

Force électromotrice.

Champ inducteur.
Flux inducteur.

RMI.

FMM.
Perméance superficielle.
B=P*fmm.
Flux induit.

Diagramme à deux réactances.

Tension totale. (somme de trois flux).
Tracé pédagogique. (Repère Iat, Ial, on trace Et, El puis jlwIa et V).
Tracé TP (utilisable).
Puissance et Couple.


Lecon Electrotechnique n°25

Machine synchrone autopilotée alimentée en courants sinusoïdaux par un onduleur de tension : commande, formes d\’ondes, caractéristiques. (IUT).

Biblio :

  • Actionneurs électriques (Grellet Clerc).
  • Commande des machines synchrones (Lajoie Mazenc).

Plan

Rappel du modèle de la MS.

Hypothèses : fmm sinus, ur >>1, e=cte, Pf ->0, neutre non relié.Représentation. Tension par phase.
va=Ria+Ld(ia)/dt+p*omega*phi*if*cos(teta+Pi/2).Bilan d\’énergie. (P joules, P magnétisation, P utile).-> Couple instantané, condition sur la synchronisation, condition suppl de réglage.

Autopilotage.

Définition de l\’autopilotage.
Stratégie d\’autopilotage.
Moindre échauffement (psi=0).
Cos(phi)=1.

Réalisation.

Commutateur de courant.
Onduleur de tension piloté en courant.
Formes d\’ondes, atténuation des harmoniques grace à la charge RL.


Lecon Electrotechnique n°26

Principe de la conversion d\’énergie dans les machines asynchrones. Etablissement d\’un schéma équivalent monophasé. (IUT).

Biblio :

  • Electrotechnique industrielle. (Séguier Notelet).
  • Actionneurs électriques. (Grellet Clerc).

Plan

Principe de la MAS.

Explication du fonctionnement à l\’aide d\’un rotor diphasé etdu couple M^B.
Les champs dans la machine. (vitesse relative et absolue).

Mise en équation du fonctionnement.

Hypothèses. (entrefer constant, pas de pertes fer, fmm à répart spatiale sinus.) Attention l\’hypothèse non saturée se déduit des équations et n\’est pas à faire.
Inductances propres et mutuelles de la machine.
Equations au stator.
Equations au rotor.

Schéma équivalent monophasé.

Schéma avec transformateur.
Schéma ramené au primaire.
Calcul du couple. (indispensable).


Lecon Electrotechnique n°27

Machine asynchrone : Couple, modes de fonctionnement, bilan de puissance. (BTS).

Biblio :

  • Séguier Notelet.

Plan

Bilan de puissance

Fonctionnement : moteur / génératrice / Frein. (arbre de puissance).Expression des puissances.
Rappel du schéma électrique équivalent.
Expressions électriques. (permet de trouver le rendement).
Expression mécaniques. (permet de retrouver g)

Etude du couple.

Expression.
Interprétation (mise en évidence des modes de fonctionnement).
Utilisation (stabilité d\’un pt de fonctionnement).
Pb du démarrage.

Facteur de bruit.

Diagramme du cercle.
Construction.
Interprétation.


Lecon Electrotechnique n°28

Caractéristiques et modes de fonctionnement d\’une machine asynchrone triphasée à cage alimentée par un réseau de fréquence et de tension fixe. (IUT).

Biblio :

  • Séguier Notelet.

Plan

Intro.

  • On négligera Rs dans l\’étude (sauf précision).

Etude des caractéristiques mécaniques.

Tracé de C=f(omega).
Différentes zones de fonctionnement (frein, moteur, génératrice).
Pt de fonctionnement (stabilité).
Pertes et rendement.

Diagramme du cercle et caractéristique Is=f(omega).

Diagramme du cercle. (Is=Iu+Ir).
Lecture de la puissance sur le diagramme du cercle.
Echelle des glissements.
Caractéristique Is=f(omega). -> ensemble des pts accessibles pour un Is donné.


Lecon Electrotechnique n°29

Réglage électronique du couple des machines asynchrones triphasées à cage. Introduction à l\’autopilotage. (IUT).

Biblio :

  • Actionneurs électriques. (Grellet Clerc).
  • Séguier Notelet.

Plan

Modèles utilisés.

Fuites totalisées au rotor ramenées au stator. (Couple et Courant Is).
Fuites totalisées au stator. (Couple et courant Is).
Stratégie.

Commande en tension.

Introduction. (onduleur de tension permettant de régler l\’amplitude et la fréquence rotorique).
Simplification du modèle (Rs négligée, valable au fréq rotorique faibles).
Stratégie de commande. (U/f=cte).
Réalisation de la commande.

Commande en courant (la plus naturelle).

Introduction. (commutateur de courant OU onduleur de tension piloté en courant, ET maintien de l\’état Is=Phi/M*sqrt(1+(wrIr)²).
Réalisation.

Conclusion

Commande scalaire : régime transitoire mauvais, mais aussi que le vectoriel en continu.
Parler des harmoniques dues à l\’onduleur de tension et de leur filtrage par l\’inductance de la MAS.


Lecon Electrotechnique n°30

Moteur pas à pas : principe, caractéristiques et alimentation. (IUT).

Biblio :

  • Actionneur électriques (Grellet Clerc).
  • Datasheet moteurs.

Plan

Intro

  • Ne pas confondre moteur pas à pas et moteur à réluctance variable, même structure mais pas les même objectifs.
  • On travaillera sur le moteur pas à pas uniquement.

Principe du moteur pas à pas.

Schéma à 2 paires de poles et un aimant permanent au rotor.
Couple instantané. C=M^B.
Stratégie de commande et forme d\’onde des courants.
Variation du couple utile par retard à la commutation.

Commande du moteur pas à pas.

Schéma syst de commande -> séquenceur -> ampli puissance -> moteur, rebouclé en courant vers séquenceur, et en position vers le système de commande.
Problèmes des oscillations autour de la position d\’équilibre.
-> perte de synchronisme possible en BF.Problème de fréquence limite au démarrage et d\’accélération.
-> alimentation à 2 niveaux de tension.

Etude de l\’alimentation.

Alimentations unipolaires.
Montages simples.
Alimentation à 2 niveaux de tension.
Montage hacheur.
Alimentations bipolaires.
Hacheur 4 transistor+diode en anti //.