Principes de la conversion d`énergie

Conversion d'énergie 1
CHAPITRE 4
Principes de la conversion
d’énergie
Gérard-André CAPOLINO

Conversion d'énergie 2
Machines tournantes
Construction de base
Les principales parties d’une machine
tournante sont:
• Corps de la machine:
– deux flasques supportant les
roulements à billes
– une pièce centrale supportant
le stator
• Stator: fer feuilleté et circulaire avec
des encoches
• Enroulement statorique: bobines
placées dans des encoches
• Rotor, fer feuilleté, enroulement ou
cage, arbre, roulements à billes
• Des machines ont des pôles sur le
stator ou le rotor
• Machine à induction
Roto r
Corps du
stator
Bobinage
stator

Conversion d'énergie 3
Machines tournantes
Classification de base des machines électriques
• Machine à induction (asynchrone)
– utilisée essentiellement en moteur (monophasé et triphasé)
– vitesse dépendant de la charge
• Machine synchrone
– utilisée essentiellement en générateur (alternateur)
– génère la puissance sur le réseau électrique
– fonctionne à vitesse constante
• Machine à courant continu
– utilisée en moteur ou en générateur
– vitesse variable
– technologie de moins en moins utilisée (coût, maintenance)

Conversion d'énergie 4
Conversion d’énergie
Concept:
• Les générateurs convertissent l’énergie mécanique en énergie
électrique
• Les moteurs convertissent l’énergie électrique en énegie mécanique
• La construction des moteurs et des générateurs est équivalente. Un
générateur peut fonctionner comme un moteur et vice versa
• L’équilibre des puissances s’exprime par:
Générateur: puissance mécanique = puissance électrique +
pertes
Moteur: puissance électrique = puissance mécanique + pertes

Conversion d'énergie 5
Conversion d’énergie
Concept:
• Equation de l’équilibre des puissances:
V I cos φ= T ωm+ pertes électriques + pertes mécaniques
où: ωm= 2 πn/60 est la vitesse angulaire en rad/sec
n = vitesse de rotation en tr/min
T = couple en N*m
– pertes électriques = pertes fer et pertes cuivre ou aluminium
– pertes mécaniques = frottement, ventilation