LE MOTEUR ASYNCH RONE TRIPHASE

Le moteur asynchrone est actuellement le moteur électrique dont l’usage est le plus répandu dans l’industrie. Son principal avantage réside dans l’absence de contacts électriques glissants, ce qui conduit à une structure simple, robuste et facile à construire. Relié directement au réseau industriel à tension et fréquence constante, il tourne à la vitesse peu différente de la vitesse synchrone ; celui qui est utilisé pour la réalisation de la quasi-totalité des entrainements à vitesse constante. Il permet aussi la réalisation d’entrainement à vitesse variable et la place qu’il occupe dans ce domaine ne cesse de croître. Le modèle mathématique d’une machine asynchrone nous facilite largement son étude et permet sa commande dans les régimes de fonctionnement transitoire ou permanent.

Description du moteur asynchrone triphasé à cage :

Dans le moteur asynchrone, le courant statorique sert à la fois à générer le flux et le couple. Le découplage naturel de la machine à courant continu n’existe plus. D’autre part, on ne peut pas connaître les variables internes du rotor à cage (Ir par exemple) qu’à travers le stator. L’inaccessibilité du rotor nous amènera à modifier l’équation rotorique pour exprimer les grandeurs rotoriques à travers leurs actions sur le stator. La simplicité structurelle cache donc une grande complexité fonctionnelle due aux caractéristiques qui viennent d’être Ce type de démarrage est réservé aux machines démarrant à vide ou dont le couple résistant est faible, l’intensité de démarrage est divisée par trois, mais le couple de démarrage aussi.

La solution qui parait, à priori, la plus simple pour faire varier la vitesse d’un moteur asynchrone triphasé à cage est celle qui consiste à faire varier la fréquence de sa source de tension. Un convertisseur de fréquence est inséré entre le réseau et le stator du moteur. Pourtant la variation de vitesse d’un moteur présente deux intérêts fondamentaux : Le premier, qui est le plus évident, est de répondre aux exigences de variation de vitesse de l’organe entrainé (le cas le plus typique est celui de la traction). Le second est de fournir un réglage performant au système entraîné, sans que celui-ci ait, en toute rigueur, besoin d’un réglage de vitesse.

Alimentation de la machine asynchrone :

Tous les paramètres de la machine asynchrone étant connus, il reste à intégrer l’alimentation électrique. Cette alimentation peut s’effectuer de deux façons différentes, soit la machine est alimentée directement à partir du réseau triphasé, soit elle est alimentée à travers un convertisseur statique. De plus en fonction des informations recueillies sur la plaque signalétique, les phases statoriques de la machine asynchrone peuvent être couplées en étoile ou en triangle. Nous employons maintenant dans le domaine de la commande des moteurs asynchrones triphasés un onduleur de tension associé à un redresseur non contrôlé et un filtre capacitif. Les progrès en coût et en performances accomplis par l’électronique de puissance, ont permis à cette structure très simple de s’imposer. La modulation de largeur d’impulsions consiste à commander les interrupteurs de manière à délivrer au moteur une suite d’impulsions d’amplitude fixe, positives ou négatives et modulées en largeur. Le schéma de principe de ce convertisseur de fréquence est présenté par la figure ci-dessous.

MODELISATION DU MOTEUR ASYNCHRONE

Pour certains systèmes de régulation, il s’avère impossible de linéariser les caractéristiques statiques sur toute la plage d’évolution des variables. Par exemple, la linéarisation des équations du moteur asynchrone triphasé n’est pas possible aux alentours des zones d’équilibre stables et instables des caractéristiques mécaniques. Les équations différentielles qui régissent les états stationnaires peuvent s’écrire sous la forme vectorielle suivante :Le signe (+) qui précède le radical de l’expression (1-71) correspond au régime moteur et le signe (-) au régime générateur.Le résultat final de la fonction de transfert du moteur asynchrone triphasé est donc :On distingue deux types de commande : la commande scalaire et la commande vectorielle. La commande scalaire est basée sur un modèle en régime permanant de la machine .