Machines électriques (pour EL)
Résumé
L'objectif de ce cours est d'acquérir les connaissances de base liées aux machines électriques (conversion électromécanique). Le cours porte sur le circuit magnétique, le transformateur, les machines synchrones, asynchrones, à courant continu et les moteurs pas à pas.
Contenu
1. Circuit magnétique et inductances
- Rappel de lois fondamentales - équations de Maxwell
- Circuit magnétique
- Inductances
2. Transformateur
- Monophasé (idéal et réel)
- Triphasé
- Fonctionnement en parallèle
- Paramètres
- Transformateurs spéciaux
3. Eléments de base des machines
- Champ tournant
- Couple électromagnétique (couple dû à l'interaction de 2 champs, couple réluctant, couple en fonction des inductances)
- Tension induite de mouvement
4. Machine asynchrone
- Schéma équivalent
- Bilan de puissance
- Caractéristique de couple
- Démarrage
- Alimentation à tension et fréquence variables
- Moteur à effet pelliculaire
- Moteur asynchrone monophasé
5. Machine à courant continu
- Enroulements (inducteur, induit, de commutation, de compensation)
- Moteurs (à aimants permanents, à excitation séparée, shunt, série, compound)
- Génératrices (à excitation séparée, shunt)
- Moteur universel
6. Machine synchrone
- Machines à pôles lisses et à pôles saillants
- Caractéristique de couple
- Fonctionnement en parallèle sur le réseau, synchronisation et diagramme des puissances (topogramme)
7. Moteur synchrone à aimants permanents (BLDC et PMSM)
- Principe de fonctionnement
- Commutation par blocs à 120°
- Applications
- Exemple d'une voiture électrique
8. Moteur pas à pas
- Principe de fonctionnement
- Moteurs (réluctant, électromagnétique, réluctant polarisé)
Mots-clés
- Machines électriques
- Circuit magnétique
- Transformateur
- Machine asynchrone
- Machine à courant continu
- Machine synchrone
- Moteur synchrone à aimants permanents
- Moteur pas à pas
Compétences requises
Cours prérequis indicatifs
- Electrotechnique
- Circuits et systèmes
- La connaissance des bases de l'électromagnétisme (champs H et B, matériaux, ...) est un plus, mais n'est pas une nécessité
Acquis de formation
A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:
- Caractériser les machines électriques
- Analyser le comportement des machines électriques
- Modéliser les machines électriques
- Choisir ou sélectionner un moteur pour une application donnée
- Concevoir des systèmes incluant des machines électriques
Compétences transversales
- Dialoguer avec des professionnels d'autres disciplines.
Méthode d'enseignement
Ex cathedra avec démonstrations et séances d'exercices
Méthode d'évaluation
Examen oral
Ressources
Polycopiés
Machine électriques
Deuxième édition
André Hodder
Liens Moodle
Préparation pour
Entraînements électriques (drives)
Commande de moteurs par microprocesseur
Mécatronique
Dans les plans d'études
- Semestre: Printemps
- Forme de l'examen: Ecrit (session d'été)
- Matière examinée: Machines électriques (pour EL)
- Cours: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Exercices: 1 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Semestre: Printemps
- Forme de l'examen: Ecrit (session d'été)
- Matière examinée: Machines électriques (pour EL)
- Cours: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Exercices: 1 Heure(s) hebdo x 14 semaines