I.1.2.2 Les types des moteurs électriques

Cours Entrainement Electrique R. Kifouche, Mars 2013
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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 :
Réseau
Alimentation
Moteur
K
Charge
Arbre
moteur
P
a
m
P
u
T
m
m
K=
r
/
m
r
P
c
c
T
c
J
Couplage/Réducteur
Pa
: Puissance absorbée par le moteur en W ou kW
m
: Rendement du moteur (m= Pu / Pa)
Pu
: Puissance utile fournie par le moteur sur l’arbre en W ou kW (Pu = Tm m)
Tm
: Couple utile sur l’arbre moteur ou couple résistant opposé par la charge en Nm
m
: Vitesse de rotation de l’arbre moteur en rad/s
K
: Rapport de réduction du réducteur (K = r / m )
r
: Rendement du réducteur (r = Pc/ Pu )
Pc
: Puissance demandée par la charge en W ou kW
c
: Vitesse de rotation de la charge en rad/s
Tc
: Couple résistant de la charge en Nm
J
: 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 des moteurs à courant alternatifs :
Les schémas d'alimentations classiques des moteurs à courant alternatifs sont représentés ci-
dessus, 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.
Autotransformateur associé à un
redresseur triphasé à pont tout diode
Redresseur monophasé à pont
mixte
Alimentation d'un moteur à courant
continu par un hacheur
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 direct
Alimentation étoile triangle
Alimentation par des
résistances statoriques
Alimentation par
autotransformateur
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.
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.
MOTEUR
Conversion
d'énergie
Electrique
Mécanique
GENERATRICE