Modélisation des Machines Electriques
Université Batna-2 Faculté de technologie département d’Electrotechnique
2020/2021
TP n :° 01
Modélisation et simulation des machines
à courant continu à excitation
Séparée et série
1- Généralités
- La MCC est un convertisseur électromécanique permettant la conversion bidirectionnelle de
l’énergie.
- Suivant la méthode de création du champ magnétique, on distingue les excitations
électromagnétiques et magnéto électrique, la première est créée à l’aide de bobines et la seconde
est créée à l’aide d’électro-aimants.
2- Objectif du TP
Le but de ce TP est d’apprendre à simuler les modèles des MCC en Simulink sous Matlab.
3- Modèle de la MCC sur les axes ( d,q) :
Les enroulements présen tés sur les deux axes sont :
- Les enroulements d’excitation série et shunt
- Les enroulements : d’induit, auxiliaires et de
- compensation (ad, aux etc)
4-
5- Equations de la MCC
- Equations des tensions : Equations des flux
Uf =rf if + dφf/dt φf = lf if + Mfs Is
Us = rs is + dφs/ φs = ls is + Msf If
Uc = rc ic + dφc/dt φc = lc ic + Mcq Iq + Mcaux Iaux
Uaux = r aux iaux + dφaux/dt φ aux = laux Iaux +M aux Iq +Maux Ic
Uaq = Riaq + dφq/dt +ωr φd φq = lIq + Mqc Ic + Mqaux Iaux
φd = Mfd If + Msd Is
Equation Mécanique
JdΩ/dt + fΩ = Ce - Cr
Remarque: pour des raisons de simplification, ud n’est pas représentée sur l’axe d, mais on
prend en considération la mutuelle entre l’induit et le circuit d’excitation.
us
uf
uq
uc
uaux
d
q
Modélisation des Machines Electriques
Université Batna-2 Faculté de technologie département d’Electrotechnique
2020/2021
Travail demandé :
1- En vous basant sur le modèle de la MCC précédent, donner la représentation à deux axes
des MCC à excitation séparée et série.
2- Donner les équations (induit, inducteur), qui régissent les deux machines.
3- Donner les schémas fonctionnels correspondants.
4- Simuler les modèles ainsi obtenus par Simulink (Matlab).
5- Relever les courbes des courants (induit inducteur), couple électromagnétique et vitesse.
Paramètres des deux machines :
MCC séparée
MCC série
Tension d’induit (V)
220
220
Tension d’excitation (V)
220
Resistance d’induit (Ω)
0.5
0.5
Résistance d’inducteur (Ω)
250
0.1
Inductance d’induit (H)
0.05
0.01
Inductance d’inducteur (H)
0.25
25
Mutuelle (H)
0.69
0.0031
Moment d’inertie (Kgm2)
0.36
0.36
Frottement
négligeable
négligeable
Couple résistant (Nm)
20
20
p
1
1
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2020/2021
Compte rendu : TP : 01 Modélisation et simulation des MCC
à excitation séparée et série
1- MCC à excitation séparée : Schéma bloc :
1.a. Equations de la tension:
induit : Ua =…………………………….
Uf =………………………………………
Ce=………………………………………….
Equation du mouvement :…………………
dia/dt =………………………………………..
dif/dt =………………………………………….
courbes
Interprétation :…………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………................................
0 5 10
0
100
200
300
400
t (s)
w (rad/s)
0 5 10
0
100
200
300
t (s)
ia (A)
0 5 10
0
0.5
1
t (s)
if (A)
0 5 10
0
100
200
300
400
t (s)
ce (Nm)
Nom :……………
Prénom :…………
Filière :……………
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2020/2021
2- MCC à excitation série : Schéma bloc :
1.a. Equations des tensions :
induit : Ua =…………………………….
Ce=………………………………………….
Equation du mouvement :…………………
…………………………………………….
dia/dt =………………………………………..
Courbes
Interprétation :…………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
020 40 60
-500
0
500
1000
020 40 60
0
100
200
300
0 5 10
0
0.5
1
t (s)
if (A)
020 40 60
0
100
200
300
Vitesse
Courant
Couple
1
/
4
100%
