PRINCIPAUX ELEMENTS D’UNE MACHINE ASYNCHRONE
Une machine asynchrone est constituée de deux parties : Le stator : C’est la partie fixe d’une machine asynchrone. Elle comprend une armature, un enroulement (1~ ou 3~) dont les extrémités sont reliées à un réseau à courant alternatif par l’intermédiaire de la plaque à bornes et une carcasse. Son armature est constituée par de tôles d’acier magnétique empilées et isolées ayant une haute perméabilité. Ces tôles sont poinçonnées à partir de l’acier magnétique en tôles ou en rouleaux avec des dimensions normalisées. Les enroulements du stator sont prévus pour être couplés, soit en étoile, soit en triangle. Le rotor : C’est la partie mobile (tournante) d’une machine asynchrone. Le rotor forme un corps cylindrique, concentrique au stator et séparé du dernier par un entrefer étroit d’épaisseur constante, constitué par des anneaux de tôles empilées rainurés sur la surface extérieure pour loger son enroulement. Cet enroulement n’est relié électriquement à aucune sorte de source d’énergie, ni continue, ni alternative et n’est pas isolé de l’armature. Seuls, les courants de Foucault «induits» par la rotation du champ qui le traversent.
REGIMES OU MODES DE FONCTIONNEMENT
Compte tenu de la relation entre la vitesse synchrone ns et celle du rotor nr, on distingue :
FONCTIONNEMENT « MOTEUR »
L’enroulement statorique est branché sur un réseau triphasé de fréquence fs. Le champ magnétique du stator tourne par rapport au rotor à la vitesse ns et induit dans celui-ci une force électromotrice Er. Un courant Ir circule dans l’enroulement rotorique. L’interaction du flux engendré par ce courant avec celui du stator forme un flux résultant. D’après la loi de Laplace, une force Fc apparaît alors sur chaque conducteur, y créant ensuite un couple.
L’ensemble de ces couples constitue le couple moteur résultant de la machine, le rotor commençe à tourner à une certaine vitesse nr si ce couple moteur résultant arrive à vaincre le couple résistant sur l’arbre. L’énergie fournie par le réseau au stator est alors transformée en énergie mécanique sur l’arbre de la machine, d’où le fonctionnement « MOTEUR ».
FONCTIONNEMENT « GENERATEUR »
La vitesse du rotor de la machine asynchrone est alors augmentée à l’aide d’un moteur dit «primaire» pour pouvoir rendre nr plus grande que ns. Par conséquent, le glissement g devient négatif, le sens de rotation du flux par rapport au rotor change de signe (par rapport à celui lors du fonctionnement moteur), le sens de Er, du courant dans chaque conducteur et le signe du couple sur l’arbre changent. Le couple développé par la machine asynchrone devient résistant par rapport à celui fourni par le moteur primaire.
L’énergie mécanique fournie à son arbre par le moteur primaire est transformée en énergie électrique livrée au réseau d’où le fonctionnement « GENERATEUR ».
SIMULATIONS DU COMPORTEMENT DU MOTEUR EN REGIME PERMANENT INVERSE
La simulation en régime permanent inverse se présente sous deux simulations effectuées respectivement sous deux tensions d’alimentation différentes. L’une de ces simulations est conçue pour une tension nominale et l’autre pour une tension réduite. La rotation progressive du rotor dans le sens inverse sous l’influence du couple extérieur ou couple résistant provoque en même temps la croissance de la valeur du glissement au-delà de l’ unité ou (100%).
Pour ces deux simulations, on a limité la valeur du glissement (g) jusqu’à 2 (200%) à laquelle le moteur est entraîné à la vitesse de synchronisme ou à la vitesse du champ tournant mais dans le sens inverse à celui normal.
ELECTRISATION
Secours aux électrisés
Dégagement de l’électrisé : dans le cas où l’électrisé est resté en contact avec un conducteur ou une pièce sous tension, il doit être dégagé avant l’application des premiers soins, Mise hors tension immédiate : mettre hors tension le plus vite possible l’installation au moyen d’un dispositif de coupure (prise de courant, interrupteur, disjoncteur, coupe circuit à fusibles, …),
Eloignement immédiat possible : en cas d’impossibilité de mise hors tension rapide, on peut dégager l’électrisé en s’isolant convenablement du sol ou de l’électisé (utilisation de perche, étoffes, plastiques, …, aussi sec que possible).
Soins aux électrisés
Les premiers soins doivent être commencés immédiatement si l’électrisé n’est pas resté avec un conducteur ou une pièce sous tension.
Lorsque la victime présente les signes cliniques d’un arrêt respiratoire, elle nécessite une ventilation assistée (la ventilation est arrêtée (thorax et abdomen immobiles, absence de souffle par le nez ou par la bouche). Il faut toujours commencer par le dégagement des voies aériennes (bouche et tranchée) c’est-à-dire : desserrer le col de la chemise, passer un doigt dans la bouche pour la vider, renverser doucement la tête en arrière. Si nécessaire, pratiquer la ventilation artificielle orale (bouche à bouche) ou manuelle.
Lorsque la victime présente un arrêt cardiaque par fibrillation, en attendant le défibrillateur électrique, il est nécessaire de pratiquer le massage cardiaque externe en alternance avec la bouche à bouche (cinq pressions pour une insufflation). Le massage du cœur est urgent, pression à deux mains de 35 à 40 kg à trois doigt au dessous de la pointe du sternum.
Lorsque la victime présente de plaies (brûlure électrique), les premiers secours consistent essentiellement à protéger les plaies par pansements secs et stériles, sans application d’aucun produit et sans déshabiller la victime.
Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITES SUR UNE MACHINE ASYNCHRONE
1.1 DEFINITIONS
1.1.1 REPRESENTATIONS SCHEMATIQUES
1.2 PRINCIPAUX ELEMENTS D’UNE MACHINE ASYNCHRONE
1.2.1 LES MACHINES ASYNCHRONES À ROTOR BOBINE OU À BAGUES
1.2.2 LES MACHINES ASYNCHRONES À ROTOR EN COURT-CIRCUIT OU À CAGE D’ECUREUIL
1.3 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
1.4 REGIMES OU MODES DE FONCTIONNEMENT
1.4.1 FONCTIONNEMENT « MOTEUR »
1.4.2 FONCTIONNEMENT « GENERATEUR »
1.5 EQUATIONS CARACTERISTIQUES D’UNE MACHINE ASYNCHRONE
1.5.1 GLISSEMENT
1.5.2 EQUATIONS ET SCHEMAS EQUIVALENTS POUR UNE PHASE
1.6 PUISSANCES D’UNE MACHINE ASYNCHRONE – EQUATIONS
1.7 COUPLE ELECTROMAGNETIQUE – EQUATIONS
1.8 ESSAI À VIDE D’UNE MACHINE ASYNCHRONE
CHAPITRE II : MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE EN REGIME PERMANENT INVERSE
2.1 MISE EN EQUATIONS DU REGIME
2.2 SCHEMAS EQUIVALENTS ELECTRIQUES D’UN MOTEUR
2.2.1 SCHEMA GENERAL EN T
2.2.2 SCHEMA EQUIVALENT TRANSFORME
2.3 COUPLE ELECTROMAGNETIQUE
2.4 SIMULATIONS DU COMPORTEMENT DU MOTEUR EN REGIME PERMANENT INVERSE
2.4.1 DONNEES NUMERIQUES
2.4.2 SIMULATION SOUS UNE TENSION NOMINALE
2.4.3 SIMULATION SOUS UNE TENSION REDUITE
CHAPITRE III : MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE EN REGIME TRANSITOIRE INVERSE
3.1 PHENOMENES TRANSITOIRES
3.1.1 HYPOTHESES SIMPLIFICATRICES
3.1.2 EQUATIONS GENERALES (ELECTRIQUE ET MAGNETIQUE)
3.1.3 EXPRESSION GENERALE DU COUPLE ELECTROMAGNETIQUE
3.2 MISE EN AUTRE FORME DES EQUATIONS STATORIQUES ET ROTORIQUES
3.3 RESOLUTION NUMERIQUE DE L’EQUATION D’ETAT
3.4 EQUATION DYNAMIQUE DU ROTOR
3.4.1 EQUATION DE MOUVEMENT EN GRANDEURS REELLES
3.4.2 EQUATION DE MOUVEMENT EN GRANDEURS RELATIVES
3.5 INTEGRATION NUMERIQUE DE L’EQUATION DYNAMIQUE DU ROTOR
3.6 ALGORITHME GENERAL
3.7 QUELQUES TRACES DES GRANDEURS CARACTERISTIQUES DU MOTEUR EN REGIME TRANSITOIRE INVERSE
3.7.1 DONNEES NUMERIQUES
3.7.2 CAS OÙ LE COUPLE RESISTANT DEVIENT PREPONDERANT PAR RAPPORT À CELUI MOTEUR
3.7.3 CAS OÙ IL Y A COUPURE ACCIDENTELLE DE L’UNE DES TROIS PHASES
3.8 REPRESENTATION SUPPLEMENTAIRE DES GRANDEURS
CARACTERISTIQUES D’UN MOTEUR ASYNCHRONE EN MARCHE À VIDE
3.8.1 SUPERPOSITION DES GRANDEURS CARACTERISTIQUES
CHAPITRE IV : PRESENTATION ET EXPLOITATION DU LOGICIEL
4.1 A PROPOS DU LOGICIEL
4.2 GUIDES D’UTILISATION
4.3 EXEMPLES D’ UTILTISATION
4.3.1 SIMULATIONS DU COMPORTEMENT DU MOTEUR
4.4 CONCLUSION
CHAPITRE V : IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
5.1 IMPACTS SOCIAUX
5.1.1 COURANTS ELECTRIQUES ET SES EFFETS SUR LE CORPS HUMAIN
5.1.2 TENSIONS DANGEREUSES
5.1.3 ELECTRISATION
5.1.4 PROTECTIONS DE PERSONNES
5.2 IMPACTS ECONOMIQUES
CONCLUSION GENERALE
