Sommaire général

Machines asynchrones

VI. Démarrage et variation de vitesse

4. Fonctionnement à ` V / {f } = " constante" `

Le couple électromagnétique en fonction du glissement est donné par la relation :

`C_"em" ={3 p V_"s"^2} / {2 pi f} { R / g }/ {(R / g)^2+ (L omega)^2} `

Les enroulements statoriques sont alimentés par des tensions de valeur efficace `V_"s"` et de fréquence variables : le rapport `V_"s"/f` est maintenu constant.

Les graphiques ci-contre représentent l'évolution du couple électromagnétique `C_"em"` et de l'intensité efficace `I_"s"` des courants statoriques en fonction de la vitesse de rotation `n`.

Fréquence des tensions statoriques :

Type de charge :

Couple constant : - Couple quadratique

`C = " N.m"`

Mémoriser la dernière caractéristique

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Caractéristiques de la machine utilisée pour le tracé des courbes :

Les pertes dans le fer et les pertes par effet Joule au stator sont négligées,
les fuites de flux statoriques sont négligées,

Inductance magnétisante : `L_"m" = 0,265" H"`,

Résistance rotorique ramenée au stator : `R = 4 Omega`

Inductance de fuites rotorique ramenée au stator : `L = 26" mH"`

VsIsIs0LmRgLIst
Avantages Inconvénients
  • L’intensité du courant de démarrage est limitée.
  • Dans la zone de fonctionnement utile, les courbes `C_"em" = f(n)` sont proches de la verticale, la vitesse de rotation est quasiment indépendante de la charge.
  • L’onduleur est « relativement » complexe.
  • Pour les faibles valeurs de fréquence (donc de tension), les impédances statoriques ne sont plus négligeables et les courbes `C_"em" = f(n)` se déforment. Sur le graphe ci-dessous, la chute de tension aux bornes de la résistance statorique n’est pas négligeable, les courbes de couple pour les faibles fréquences (donc les faibles vitesses) sont différentes de celles pour les fréquences élevées.

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  • Il n’y a pas de couple de maintien lorsque la machine est à l’arrêt.

Réalisation

Variateur de fréquence composé d'un onduleur dont la sortie triphasée est reliée au stator de la machine. La commande de l'onduleur permet de maintenir le rapport `V/f` constant. L'entrée de l'onduleur est connectée à une source continue qui peut être la sortie d'un redresseur, une batterie, un réseau continu, ...

Amélioration

Pour améliorer le fonctionnement à basse vitesse voire à l'arrêt, on peut utiliser le « Boost » pour les faibles fréquences, la compensation de glissement et les commandes vectorielles.