Machines électriques et commande Page 5 Claude Lahache
6.2. Modélisation électrique.
La magnétisation du stator est supposée fixe; elle n'est pas représentée.
Le modèle du rotor (induit) est celui d'un récepteur inductif :
La f.é.m E traduit la conversion d'énergie : Si la vitesse angulaire de rotation
est Ω, la f.é.m s'exprime par
La constante K (Vs/rad) dépend de la structure de la machine et de la magnétisation
due au stator.
La loi des mailles aux bornes du rotor s'écrit :
(en régime permanent, avec I = C
TE
)
(Si le courant d'induit I varie (démarrage, phases transitoires ...), il faut en plus faire intervenir la tension induite
aux bornes de l'inductance L, soit
Le moment du couple moteur s'obtient par un bilan de puissances : P
ABSORBEE
= U.I = E.I + R.I
2
R.I
2
→ pertes par effet Joule
E.I → puissance transformée sous forme mécanique, soit puissance développée par le moment du couple moteur :
E.I = C
MOT
.Ω , et comme E = K.Ω, il vient
La commande en vitesse d'une telle machine se fait par la tension U.
Le convertisseur dédié à ce type de machine se nomme hacheur. Une source continue (Vcc) est découpée par un
réseau d'interrupteurs, fonctionnant à fréquence fixée, mais à rapport cyclique ouverture/fermeture réglable.
(Voir un exemple classique sur la page suivante)
6.3. Remarque : Moteur série ou encore moteur universel.
Dans ce type de moteur, les bobinages du rotor et du stator sont reliés en série, le courant I qui les traverse est donc
le même.
Il fonctionne aussi bien alimenté en continu qu'en alternatif (d'où son nom) : En alternatif, l'inversion du sens du
courant simultanément dans les 2 enroulements ne change rien à son fonctionnement.
Pour ce type de moteur, les lois deviennent :
avec R
STAT
: résistance du stator et R
ROT
: résistance du rotor
avec K' fonction de la structure de la machine et I fixant la magnétisation
!
d'autant plus élevé que le moteur est chargé, C
MOT
est maximal au démarrage.
De part son fort couple moteur, ce type de moteur est très utilisé dans les démarreurs de moteurs thermiques
(alimentation en continu par la batterie), les appareils électroménagers ou l’outillage électroportatif (alimentation
par le réseau alternatif 50 Hz).
L
R
E
U
I
Rotor : Schéma électrique
M
I
U