Exemple d'utilisation des applets Java
en Enseignement Assisté par Ordinateur


La machine asynchrone
Le modèle de la machine asynchrone présenté traditionnellement en cours est un modèle "régime permanent". C'est à dire que la machine est supposée fonctionner en régime établi, qu'elle est alimentée avec sous un système triphasé de valeur efficace constante et qu'elle tourne à une vitesse contante. Les grandeurs sont alors sinusoïdales et l'approche dans l'espace complexe est valable (vecteurs de Fresnel).



Modèle en régime permanent
Modèle en régime permanent ramené au stator
avec fuites magnétiques totalisées au rotor

Equation du couple électromagnétique
Couple électromagnétique en fonction du glissement


Ce modèle n'est plus valable si la machine est alimentée par un onduleur triphasé commandé suivant un schéma de contrôle.
Le contrôle de vitesse le plus simple, dit en "V sur f", permet de varier la vitesse de la machine sur une large plage. C'est un contrôle scalaire. Les équations de la machine qui permettent de calculer le couple et de prévoir les points de fonctionnement sont basées sur le modèle "régime permanent" de la machine.

Il existe un schéma de contrôle basé sur le modèle "transitoire" ou "dynamique" de la machine qui est le contrôle vectoriel de la machine. Ce type de contrôle permet d'avoir une dynamique de réponse plus rapide et une meilleure précision du contrôle du couple. Il est cependant plus difficile à implanter puisqu'il requiert plus de puissance de calcul en temps réel de la part de l'organe de commande (micro-contrôleur, DSP Digital Signal Processor) du variateur.




Représentation des enroulements
du stator et du rotor de la machine asynchrone


Pour un modèle en d-q, consulter la page Projet. ou bien :
NOUVEAU : Réalisation d'un cours en ligne sur la "Modélisation et Commande de la Machine Asynchrone". download



Applet Java


Diagramme vectoriel


Plus d'Applets concernant la machine asynchrone sur :

Démarrage de la Machine Asynchrone
Echelon de charge sur la Machine Asynchrone
Affichage des Vecteurs représentant les grandeurs flux statorique et rotoriques lors du démarrage






Démarrage de la Machine Asynchrone

Cette page permet de simuler le démarrage de la Machine Asynchrone.
Le modèle est du type dynamique (dq écrit dans le repère statorique) et tient compte du régime transitoire de la machine.

On a la possibilité de changer les paramètres du modèle dq (grandeurs cycliques) :


L'applet Java calcule grâce au modèle et suivant un algorithme d'intégration de Runge-Kutta d'ordre 4, le comportement dynamique de la machine en fonctionnement moteur au démarage.
On applique une tension triphasée nominale (380 V) à l'instant t=0. La machine n'est soumise qu'à un couple de frottement modélisé par les paramètres ( a10 (Nm/s2/rd2), a20 (Nm/s/rd) et a30 (Nm) ).

L'appler affiche les courbes suivantes :

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On peut changer les paramètres de la machine puis appuyer sur "Entrée" pour relancer les calculs et l'affichage.

Attention à ne pas donner des valeurs invraisemblables (sigma = 1-M*M/Ls/Lr<0 par exemple)



Comment ça marche

La machine asynchrone peut être représentée suivant une coupe perpendiculaire à son axe de rotation.
Le bobinage statorique, grâce aux courants qui le parcourent, crée un champ statorique sinusoïdal qui tourne à la vitesse de synchronisme.
Le bobinage (ou bien la cage, suivant le type de rotor) rotorique est balayé par ce champ qui va induire des courants dans ce bobinage. Ces courants vont à leur tour créer un champ rotorique. L'interaction de ces deux champs crée le couple électromagnétique
Si l'on observe les couleurs (vert pour le "nord", rouge pour le "sud" ; direction du champ), on constate que le champ résultant des deux champs, statorique et rotorique par superposition, a une vitesse supérieure à celle du rotor.
On dit que le rotor "glisse" par rapport au champ tournant, qui lui, est à la vitesse de synchronisme (3000 tr/mn, 1500 tr/mn,... 3000/p le nombre de paires de pôles).
Ceci est obligatoire, si le rotor tournait à la même vitesse que le stator, alors il n'y aurait plus de courants induits et donc plus d'interaction rotor/stator et donc plus de couple...














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