I.1.2.2 Les types des moteurs électriques

Cours Entrainement Electrique
R. Kifouche, Mars 2013
Ch.I Généralités sur l’entrainement électrique :
I.1 Chaîne de transmission électromécanique:
Un entraînement électrique est un système électromécanique destiné à réaliser un processus
technologique grâce au mouvement d’un organe de travail. Il est généralement constitué d’un
moteur électrique, son alimentation qui constitue le départ moteur, qui est lui même un circuit
intermédiaire entre le moteur et le réseau, d’un convertisseur mécanique de mouvement (ex:
Couplage/réducteur), d’un organe de travail (la charge) et d’un système de commande.
La chaine de transmission complète peut être représentée par figure suivante :
Arbre Couplage/Réducteur
moteur
Réseau
Alimentation
Moteur
Pa
Pa
m
Pu
Tm
m
K
r
Pc
c
Tc
J
m
Charge
K
Pu
Tm
m
K=  r/ m
r
Pc
c
Tc
J
: Puissance absorbée par le moteur en W ou kW
: Rendement du moteur (m= Pu / Pa)
: Puissance utile fournie par le moteur sur l’arbre en W ou kW (Pu = Tm m)
: Couple utile sur l’arbre moteur ou couple résistant opposé par la charge en Nm
: Vitesse de rotation de l’arbre moteur en rad/s
: Rapport de réduction du réducteur (K = r / m )
: Rendement du réducteur (r = Pc/ Pu )
: Puissance demandée par la charge en W ou kW
: Vitesse de rotation de la charge en rad/s
: Couple résistant de la charge en Nm
: Moment d’inertie de la charge en kg/m2
I.1.1 Alimentation :
Très souvent appelé "départ moteur" on y retrouve, à la base, l'appareillage électriques
nécessaires pour la commande et la protection du moteur et des lignes.
a. Choix du matériel de « départ-moteur » :
Un départ-moteur peut être constitué de 1, 2, 3 ou 4 appareillages différents assurant une ou
plusieurs fonctions. Les paramètres à prendre en compte pour le choix d'un départ moteur sont
multiples, ils dépendent :



De l'application (type de la machine entraînée, sécurité d'exploitation, cadence de
manœuvre, etc.)
De la continuité de service imposée par l'utilisation ou par l'application
Des normes à respecter pour assurer la protection des biens et des personnes.
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Les fonctions électriques à assurer sont de natures très différentes :



Protection : Protéger le démarreur et les câbles contre les courts-circuits, les faibles
surintensités en plus de certaines protections spécifiques supplémentaires
Commande : mettre en marche et arrêter le moteur éventuellement mise en vitesse
progressive voire régulation de la vitesse.
Isolement ou sectionnement : isoler le circuit en vue d'opérations de maintenance sur le
départ-moteur.
b. Les différentes représentations des schémas d'alimentations :
L'alimentation des moteurs électriques dépend, bien évidemment, du type du moteur et des
objectifs recherchés. Laissant de coté l’appareillage nécessaire pour la protection, on présente,
ci-après, les différentes alimentations pour la variation de vitesse.

Alimentation par des rhéostats de démarrage d'un moteur à courant continu :
Dans ce cas le rhéostat est utilisé principalement pour limiter le courant de démarrage, mais il
peut être aussi utilisé pour la variation de vitesse. Le rôle du rhéostat est de dissiper une partie
de la puissance débitée par la source et ainsi limiter la puissance absorbée par le moteur.
La figure ci-contre montre le schéma de
câblage d'un rhéostat courant. (Exemple
moteur en dérivation)
N.B. D'autres schémas d'alimentations existent, on abordera, encore, certains plus tard,
d'autres sont censé être connus.

Alimentation électronique des moteurs à courant continu :
L'alimentation électronique des moteurs est basée sur les convertisseurs électroniques
d'énergie. Le choix du type du convertisseur dépend de l'énergie disponible à la source
(continue ou alternative) et les caractéristiques de commande qu'on cherche à obtenir.
 Si la tension de la source est continue on utilise un hacheur,
 Si la tension de la source est alternative on a deux possibilités : soit un redresseur
commandé ou un redresseur plein diode associé à un hacheur ou précédé d'un
autotransformateur.
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Alimentation d'un moteur à courant
continu par un hacheur
Autotransformateur associé à un
redresseur triphasé à pont tout diode

Redresseur monophasé à pont
mixte
Alimentation des moteurs à courant alternatifs :
Les schémas d'alimentations classiques des moteurs à courant alternatifs sont représentés cidessus, on y retrouve principalement, en plus de l'alimentation direct, alimentation étoile
triangle qui permet d'alimenter le moteur avec une tension simple ou une tension composée,
alimentation par des résistances statoriques ou rotoriques, alimentation par
autotransformateur. Toutes ces alimentations ont pour rôle d'agir sur la valeur de la tension ou
du courant du moteur dans le but soit du métriser les courants d'appel ou obtenir des vitesses
de rotations différentes.
Les alimentations par gradateur ou par un onduleur associé à un redresseur sont aussi appelées
alimentations électroniques. Le premier est utilisé comme démarreur progressif ou variateur
de vitesse pour les moteurs de très grandes puissances, il agit sur la tension efficace
d'alimentation alors que le deuxième, l'onduleur, agit sur la fréquence et l'amplitude de la
tension qui alimente le moteur. Avec les différentes techniques de commande on peut
contrôler la vitesse, le couple ou la position du moteur.
N.B. Les différents départs moteurs sont présentés, ci-après, sans explications exhaustives,
ils sont sensé être connus, on y reviendra par la suite, surtout en ce qui concerne les
alimentations électroniques.
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Alimentation étoile triangle
Alimentation direct
Alimentation par
autotransformateur
Alimentation par des
résistances statoriques
Alimentation par gradateur
Alimentation par gradateur
Alimentation par redresseur-onduleur
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I.1.2 Le moteurs électriques :
I.1.2.1 définition :
D'une manière générale, on définit une machine électrique comme étant un dispositif de
conversion entres deux types d'énergies, l'une d'entres elles est électrique.
Quand la conversion est Electrique => Mécanique notre machine est un moteurs, mais quant
conversion est Mécanique => Electriques la machine est une génératrice.
MOTEUR
Electrique
Conversion
d'énergie
Mécanique
GENERATRICE
I.1.2.2 Les types des moteurs électriques:
On trouve principalement des moteurs électriques à courant continu et des machines à courant
alternatif.
a. Moteurs électriques alimentées à courant continu :
Selon les différents montages possibles entre les enroulements rotoriques et statoriques on
obtient les différents types existants, on trouve donc :
 Moteur à excitation indépendante :
Les deux enroulements statoriques et rotorique sont alimentés
avec des sources de tensions indépendantes. Il faut, donc, deux
alimentations : une pour l’inducteur et l’autre pour l’induit.

Moteur à excitation série :
Pour ce type de moteur, les enroulements statorique et
rotorique sont alimentés en série. La tension d'alimentation est
partagée en le rotor et le stator.

Moteur à excitation composée (ou compound):
Dans le moteur compound une partie du stator est raccordé en
série avec le rotor et une autre est de type parallèle ou shunt.
Ce moteur réunit les avantages des deux types de moteur : le
fort couple à basse vitesse du moteur série et l'absence
d'emballement (survitesse) du moteur shunt.
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b. Moteurs électriques alimentées avec courant alternatif :
Se sont des machines qui se constituent d'un rotor et d'un stator. Le stator est alimenté par un
courant alternatif, qui produit un champ magnétique statorique tournant qui est à la base de
leur principe de fonctionnement.
Il existe deux types de machine à courant alternatives : Les machines synchrones et les
machines asynchrones.
 Les machines synchrones :
Le terme synchrone signifie que la vitesse de rotation du rotor est égale à la vitesse du champ
tournant statorique.
Le Rotor est constitué d’un enroulement créant un champ magnétique 2p polaire. Il possède
donc p paires de pôles. Le champ magnétique rotorique est soit crée par alimentation en
courant continu par l’intermédiaire de bagues et de balais du circuit rotorique soit par des
aimants permanents.
Stator est la partie fixe du moteur. Il comporte trois bobinages (ou enroulements) qui peuvent
être couplés en étoile Y ou en triangle ∆ selon le réseau d’alimentation. Les enroulements du
stator sont le siège de courants alternatifs monophasés ou triphasés. Ils possèdent le même
nombre de paires p de pôles que le rotor. Le champ magnétique statorique créé tourne à la
pulsation S qui correspond à la fréquence de des courants alternatifs alimentant le stator.
Le champ tournant du stator accroche le champ inducteur solidaire du rotor. Le rotor ne peut
donc tourner qu’à la vitesse de synchronisme S.

Les machines asynchrones :
Les machines sont asynchrones, donc, leur vitesse de rotation n'est jamais égale, toujours
inférieur, à la vitesse du champ tournant statorique.
Le moteur asynchrone triphasé, est le moteur le plus utilisé dans les installations industrielles.
Comme pour la machine synchrone, le stator du moteur asynchrone constitue la partie fixe du
moteur. Il comporte trois enroulements qui peuvent être couplés en étoile ou en triangle.
La partie tournante du moteur, cylindrique, est le rotor, il porte soit un bobinage soit
accessible par trois bagues et trois balais, soit une cage d’écureuil non accessible, à base de
barres conductrices en aluminium. Dans les deux cas, le circuit rotorique est mis en courtcircuit en étoile ou en triangle (par des anneaux ou un rhéostat)
On dispose sur le stator de trois bobines identiques, Ces trois bobines alimentées par un
système de tension triphasé produisent un champ magnétique tournant, champ inducteur, le
rotor se trouvant au centre de ce champ. Tant que le rotor à une fréquence de rotation
différente que celle du champ inducteur, chaque point de rotor voit une variation de champ. A
cause de cette variation, les conducteurs rotoriques produisent donc une f.é.m qui, dans le
circuit fermé, va donner naissance à des courants induits. La présence de ces courants induits
et du champ inducteur fera apparaître une force mécanique qui fera tourner le rotor.
Le rotor ne pourra jamais tourner à la même vitesse que le stator.
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Comparaison non exhaustive entre les différents types de moteurs :
Moteur asynchrone
Moteur
synchrone
Moteur à courant
continu

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Avantage
Inconvénients
 Couple élevé au  Dissipation
d'énergie
(rotor)
démarrage
difficile à évacuer
 Contrôle du couple  Collecteur :
et de la vitesse
o Coût élevé
indépendants
o Complexité de fabrication
o Entretien nécessaire
 Vitesse de rotation
o Durée de vie limitée
stable et précise
 Pas de collecteur
 Fonctionnement en boucle fermée
 Rendement
très  Commande
électronique
élevé
complexe et couteuse
 Faible inertie
 Coût élevé
 Durée de vie élevée
 Robustesse, fiabilité
 Inertie élevée
 Pas de collecteur
 Commande
électronique
complexe en variation de vitesse
 Peu d'entretien
 Rendement plus faible qu'un
 Durée de vie élevée
moteur synchrone
 Coût faible

Difficulté de fonctionnement à
 Couple non nul au
faible vitesse.
démarrage
 Pilotage de la vitesse
en boucle ouverte
avec
un
fonctionnement
stable
Applications
 Haute précision
 Besoin d'un couple élevé à
l'arrêt





Fortes puissances avec rotor
bobiné
Précision avec rotor à aimant
Traction ferroviaire
Pratiquement pour toutes les
applications
à
vitesse
constante
Application à dynamique
faible
I.1.3 Couplage et transmission :
Cette catégorie de transmission de puissance est aussi appelée accouplement. C'est une liaison
établie entre deux organes d'un système, généralement deux arbres, de telle manière que la
rotation de l'un entraîne celle de l'autre. C’est aussi le nom donné au dispositif permettant
cette liaison.
La transmission de puissance peut se faire :
 A la même vitesse en faisant appel à des accouplements qui peuvent être soit rigides,
semi-élastiques, élastiques ou articulés.
 Avec changement de vitesse à axes parallèles en faisant appel à des roues de friction, à
des engrenages, poulies courroies
 A travers des systèmes de transformation de mouvement comme le système vis et
écrous trapézoïdaux (ou vis mère), Pignon crémaillères, Cames-suiveurs ou Bielle
manivelle
a. Couplage sans changement de vitesse de rotation :
 Accouplements rigides :
Ce type de liaison consiste à lier de façon rigide les deux arbres d’un système. Généralement,
une pièce intermédiaire crée la liaison. Il existe de nombreux montages: vis de pression,
serrage par mâchoires, clavetage …
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
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Accouplements semi-élastiques :
Ils permettent de rattraper de petits défauts d’alignement (typiquement les défauts d’usinage).
Ces accouplements sont généralement constitués de deux parties rigides solidaires des arbres
et d’une partie légèrement flexible qui rattrape les défauts d’alignement.
Il existe une multitude d’accouplements de ce type. Les critères devant être pris en ompte lors
du choix sont : le prix, l’encombrement, la vitesse de rotation maximum, le désalignement
angulaire, le désalignement axial et radial et la durée de vie. Ces accouplements présentent
généralement d’excellentes propriétés homocinétiques. C'est-à-dire que le mouvement de
l’arbre de sortie est fidèle au mouvement de l’arbre moteur.

Accouplements élastiques
Basés sur le même principe que les accouplements semi-élastiques, ceux-ci supportent des
désalignements plus importants mais ne conservent pas les propriétés homocinétiques. Sur
l’exemple ci-dessous, on devine facilement un retard entre le mouvement des deux arbres. Ce
retard est dû à la torsion de la partie flexible.
b. Couplage avec changement de vitesse à axes parallèles
 Poulies courroies
Courroie : lien flexible destiné à assurer une transmission de puissance entre un arbre moteur
et un arbre récepteur dont les axes peuvent occuper diverses positions relatives.
Polie 1
Polie 2
Schéma cinématique d’une liaison par poulie courroie
Sur la Figure ci-dessus, la relation liant les couples et les vitesses de rotation est :
𝑤2
𝑤1
𝐶
𝑑
= 𝐶1 = 𝑑1
2
Avec :
2



𝑤1et 𝑤2 : respectivement, la vitesse de rotation de la poulie 1 et de la poulie 2;
𝐶1 et 𝐶2 : respectivement, le couple développé par la poulie 1 et de la poulie 2;
𝑑1 et 𝑑2 : respectivement, diamètre de la poulie 1 et de la poulie 2.

Roues de friction
Le principe consiste à presser les roues l'une contre l'autre, c'est
le frottement qui en assure la liaison.
D1
Roue 1
D2
Roue 2
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Modification de la vitesse
La figure ci-dessus représente une roue motrice, roue 1, de diamètre D1 qui entraine une
seconde roue, roue 2, de diamètre D2. La relation qui lie les vitesses angulaires des deux roues
est :
𝑤2 =
𝐷1
.𝑤
𝐷2 1
Rapport de transmission est le coefficient k sans unité qui lie les vitesses d’entrée et de sortie.
𝐷1
Il est défini par la relation suivante : 𝑘 =
𝐷2
Le rapport couple de sortie sur couple d’entrée est inversement proportionnel au rapport des
𝐶2
𝐷
vitesses :
= 2
𝐶1
𝐷1
Le rapport de transmission est aussi appelé rapport de réduction. Il est fréquemment présenté
sous la forme : 20:1 (prononcer 20 par 1), ce qui signifie que 20 tours de l’arbre d’entrée
1
équivalent à 1 tour de l’arbre de sortie : 𝑘 =
20
N.B D'autres systèmes de transmissions existent. Ils ne sont pas abordés ici, comme les
systèmes à engrenages, à renvois d'angle ou de transformation de mouvement!
I.1.4 Les charges entrainées :
Il un important de connaitre les charges entrainées, leur géométrie et leur masses, cela permet
de déterminer un entrainement correct pour atteindre les performances attendues.
I.1.4 Les paramètres mécaniques des charges entrainées
L’inertie : Elle est d’autant plus importante que la masse de la charge est grande et s’oppose
à la mise en mouvement. Elle est caractérisée par le moment d’inertie J, qui s’exprime en
kg/m.
Le couple : Il définit l’effort que la charge mécanique oppose au maintien de sa mise en
mouvement. Il s’exprime en Newton mètre (Nm).
Chaque type de mécanique peut être classé suivant sa caractéristique couple/vitesse : couple
constant, couple linéaire, couple quadratique…
Le couple de décollage et les couples transitoires sont des paramètres à identifier pour le
dimensionnement correct de l’entraînement.
La vitesse : C’est la qualification du mouvement d’une charge présentant une certaine inertie
et soumis à un couple. Pour les moteurs électriques, elle s’exprime en tours par minute
(Tr/mn).
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a. Détermination des moments d'inertie de certaines charges entrainées
 Moment d’inertie de géométries célèbres
Cylindre creux de rayon R tournant autour de son
axe de symétrie
𝐽 = 𝑀. 𝑅 2
Cylindre plein de rayon R tournant autour de son
axe de symétrie
1
𝐽 = 𝑀. 𝑅 2
2
Cylindre creux de rayon extérieur R et intérieur r,
tournant autour de son axe de symétrie
𝐽=

1
𝑀(𝑅 2 + 𝑟 2 )
2
Exemple d'application :
Calculant 𝐽𝑇 , le moment d'inertie total
ramené au moteur du système constitué de :
moteur électrique, deux (02) réducteurs et la
charge.
𝐽𝑇 = 𝐽𝑀 + 𝐽𝑟1 +
𝐽𝑟2
𝐽𝑐
2 + (𝑘 . 𝑘 )2
𝑘1
1 2
Calculant 𝐽𝑇 d'un tapie roulant qui est un système constitué de : moteur électrique + réducteur,
deux (02) roues et une masse transportée.
𝐽𝑇 = 𝐽𝑀 + 𝐽𝑟𝑒 +
𝐽1
𝐽2 𝑀. 𝑅 2
+
+ 2
𝑘2 𝑘2
𝑘
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I.2 Les quatre quadrants de fonctionnements
Touts les machines électriques sont naturellement réversibles. Pour bénéficier de cette
propriété, il faut que le convertisseur et la source soient également réversibles. Si la source ne
l’est pas on ne peut pas récupérer l’énergie lors d’une phase de freinage de la machine mais
on peut la dissiper dans des rhéostats (réversibilité dissipatrice).




Quadrant I seul : la machine ne tourne que dans un seul sens de rotation, le couple est
positif ou nul (accélérations contrôlées et décélération non contrôlées)
Quadrants (I et II) : la machine ne tourne que dans un seul sens de rotation, le couple est
positif ou négatif (accélérations et décélération contrôlées)
Quadrants (I et IV) : la machine tourne dans les deux sens de rotation (pour le sens
inverse la charge est nécessairement entraînante), le couple est toujours positif
(accélérations contrôlées et décélération non contrôlées)
Quadrants (I à IV) : la machine tourne dans les deux sens de rotation quelque soit la
charge entraînée le couple est positif ou négatif (accélérations et décélération contrôlées)
I.3 Les caractéristiques mécaniques des machines entrainées et des moteurs électriques
I.3.1 Les caractéristiques mécaniques des machines entrainées
Définit les besoins de la machine entraînée. Lorsque cette caractéristique n’est pas connue,
elle est assimilée à l’une des trois caractéristiques ci
dessous.

Caractéristique de levage (1) :
Le couple résistant Tr est plus fort au décollage.
Tr  cte
(2)
(1)
(3)
Exemples : - Tapie roulant;
- Levage.
La caractéristique du couple résistant des
différents types de charges en fonction de la
vitesse
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
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Caractéristique de ventilation 2 :
Le couple résistant Tr est assez faible au décollage. Il croit avec la vitesse selon une loi
donnée :
Tr  k '.2
Exemples :
 Pompe centrifuge,
 Ventilateur.
Caractéristique concasseur 3 :
Le couple résistant Tr est important au décollage, il décroît avec la vitesse.
k ''
Tr 

La puissance P est constante.
Exemple : Concasseur.
I.3.2 Caractéristiques mécaniques des moteurs électriques :
La caractéristique mécanique de moteurs électrique est celle qui exprime la variation de la
vitesse de rotation du moteur en fonction du couple charge.
Tous les moteurs électriques présentent une fonction de vitesse de rotation décroissante avec
l'augmentation du couple charge. La nature de la variation permet de classer ces
caractéristiques en trois catégories :
a. Caractéristiques mécanique absolument rigides : Cela veut dire que la variation de
la vitesse est négligeable, sinon nulle. C'est la cas des moteurs électriques synchrones.
b. Caractéristiques mécanique rigides : dans ce cas la vitesse de rotation du moteur
baisse légèrement avec l'augmentation du couple charge. C'est le cas des moteurs à
courant continu à excitation séparée ou shunte et des moteurs asynchrones.
c. Caractéristiques mécanique souple : pour ce type de caractéristiques la variation de
la vitesse en fonction du couple est très importante. Pour une petite variation de
couple, on a une très grande chute de vitesse de rotation. C'est le cas des moteurs a
courants continus à excitation série.
Vitesse
a
b
c
Couple
Différentes caractéristiques mécaniques des moteurs électriques
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I.3.3 Point de fonctionnement :
En fonctionnement moteur : c'est le point où le couple 'tension, courant' permet le
fonctionnement de la machine pour un couple 'vitesse, couple donné.
Dans tous les cas, c'est la charge qui impose le point de fonctionnement d'une machine
électrique. Le moteur ayant une caractéristique mécanique définie, la charge ayant une autre.
Le point du fonctionnement est donné par l'intersection des deux caractéristiques.
Vitesse
Caractéristique
mécanique du moteur
Caractéristique mécanique
de la charge
Le point de fonctionnement
Couple
I.4 Les services de fonctionnement des moteurs électriques
Connaitre le service de fonctionnement du moteur est un élément important pour le choix des
moteurs électriques. Pour chaque service doit correspondre un facteur de correction qui est
utilisé pour calculer la puissance équivalente du moteur à installer.





Service type Sl - Service continu : Fonctionnement à charge constante nominale d'une
durée suffisante pour que l'équilibre thermique soit atteint.
Service type S2 - Service temporaire : Fonctionnement à charge constante nominale
pendant un temps déterminé t, moindre que celui requis pour atteindre l'équilibre
thermique, suivi d'un repos d'une durée suffisante pour rétablir l'égalité de température
entre la machine et le fluide de refroidissement.
Service type S3 - Service intermittent périodique : Suite de cycles de service identiques
comprenant chacun une période de fonctionnement à charge constante nominale CN et une
période de repos tr. Dans ce service, le cycle est tel que le courant de démarrage n'affecte
pas l'échauffement de façon significative.
Service type S4 - Service intermittent périodique à démarrage : Suite de cycles de
service identiques comprenant une période appréciable de démarrage td, une période de
fonctionnement à charge constante nominale CN et une période de repos tr.
Service type S5 - Service intermittent périodique à freinage électrique : Suite de
cycles de service périodiques comprenant chacun une période de démarrage td, une
période de fonctionnement à charge constante nominale CN, une période de freinage
électrique rapide tf et une période de repos tr.
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




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Service type S6 - Service ininterrompu périodique à charge intermittente : Suite de
cycles de service identiques comprenant chacun une période de fonctionnement à charge
constante nominale CN et une période de fonctionnement à vide tv. Il n'existe pas de
période de repos.
Service type S7 - Service ininterrompu périodique à freinage électrique : Suite de
cycles de service identiques comprenant chacun une période de démarrage td, une période
de fonctionnement à charge constante tch et une période de freinage électrique tf. Il n'existe
pas de période de repos.
Service type S8-Service ininterrompu périodique à changements liés de charge et de
vitesse : Suite de cycles de service identiques comprenant chacun une période de
fonctionnement à charge constante tch1 correspondant à une vitesse de rotation
prédéterminée, suivie d'une ou plusieurs périodes de fonctionnement à d'autres charges
constantes tch2, tch3 correspondant à différentes vitesses de rotation. Il n'existe pas de
période de repos.
Service type S9 - Service à variations non périodiques de charge et de vitesse : Service
dans lequel la charge et la vitesse ont une variation non périodique dans la plage de
fonctionnement admissible. Ce service inclut fréquemment des surcharges appliquées qui
peuvent être largement supérieures à la charge nominale.
Service type S10 - Service à régimes constants distincts : Service comprenant au plus
quatre valeurs distinctes de charges (ou charges équivalentes), chaque valeur étant
appliquée pendant une durée suffisante pour que la machine atteigne l'équilibre thermique.
La charge minimale pendant un cycle de charge peut avoir la valeur zéro (fonctionnement
à vide ou temps de repos).
I.5 La variation de vitesse des moteurs électriques
I.5.1 Définition : Le réglage de vitesse est une imposition de la vitesse de rotation du moteur
pour les couples charges qui restent inferieurs aux couples maximums que le moteur peut
développer au voisinage de la vitesse de rotation recherchée.
Le but de la variation de la vitesse est :


Répondre aux exigences du processus
Amélioration des performances de fonctionnement
I.5.2 Application de la variation de vitesse :
De nombreux systèmes industriels entraînés par des moteurs électriques utilisent la variation
de vitesse pour optimiser leur fonctionnement.
1.1. Exemples d'utilisation :





Réglage du débit d'une pompe ou d'un ventilateur,
Réglage de la vitesse de défilement d'une chaîne de fabrication,
Réglage de la vitesse de défilement d'un train de papeterie ou d'aciérie,
Réglage de la vitesse de coupe ou d'avance des machines outils,
Réglage de la vitesse des systèmes de transport des personnes (train, téléphérique, ...).
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 Deux technologies permettent d'obtenir cette variation de vitesse :
 la technologie mécanique (réducteurs (roues de friction ou systèmes à engrenages),
système poulies-courroie, système pignon-chaine, ...)
 la technologie électronique (convertisseur d'énergie).
 Avantages des convertisseurs électroniques :
 Diminution des pertes mécaniques présentes dans les variateurs mécaniques (poulies
et courroies, engrenages),
 Limitation voire suppression des surintensités lors du démarrage,
 Adaptation précise de la vitesse et modification facile,
 Allongement de la durée de vie des constituants mécaniques des systèmes (moins d'àcoups),
 Limitation du bruit,
 Economies d'énergie.
I.5.3 Indice de réglage de vitesse
Plusieurs méthodes peuvent nous permettre régler la vitesse d'un moteur électrique. Mais
toutes n'ont pas les mêmes performances. Parmi les indices qui permettent de classer ces
méthodes, On trouve :
a. La gamme de réglage de vitesse : c'est le rapport entre la valeur maximale et
minimale des vitesses qu'on obtenir.
𝑔=
𝑉𝑚𝑎𝑥
𝑉𝑚𝑖𝑛
b. La progressivité de réglage : C'est le nombre de vitesse stable qu'on peut obtenir
dans une gamme de réglage donnée. Plus le nombre des vitesse possible est élevé plus
la progressivité est meilleure.
c. La stabilité du réglage : La stabilité de fonctionnement à une vitesse donnée
correspond à la variation de la vitesse pour une variation donnée du couple. Donc, on
peut dire que plus la rigidité de la caractéristique mécanique est grande plus la stabilité
est meilleure.
d. Le sens du réglage de vitesse : Il indique l'augmentation ou la diminution de la valeur
de la vitesse par rapport à la vitesse nominale.
e. La rentabilité de réglage de vitesse : La rentabilité d'un système de variation de
vitesse est un facteur important. En plus d'être fiable le système doit être rentable,
autrement dit : Assurer une diminution des dépenses d'exploitation et garantir un
amortissement des investissements consentis.
15