Moteur synchrone autopiloté Moteur brushless

1 Moteur synchrone autopilot Moteur brushlessMoteur synchrone autopilot Moteur brushlessMoteur synchrone autopilot Moteur brushlessOBJECTIFS Identifier une machine synchrone D finir son principe de fonctionnement D finir le principe d un fonctionnement autosynchrone Choisir un Moteur brushless Analyser les caract ristiques couple/vitesse Moteur synchrone autopilot Moteur brushlessPLAN1. Pr sentation2. Rappel : champs magn tiques tournants3. Constitution g n rale4. Principe de fonctionnement du Moteur synchrone5. Principe de base d un fonctionnement autosynchrone 6.

2 Choix d un Moteur brushless1 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution 4 M synchrone 5 Autosynchrone 6 Choix1-PR SENTATION1 Pr sentation2 Rappel 3 Constitution 4 M synchrone 5 Autosynchrone 6 ChoixAvantages du Moteur synchrone / Moteur courant continu Excellente fiabilit Puissance massique lev e (encombrement r duit) Faible niveau sonore Excellent rendement (>90%) Faible inertie (temps de d marrage tr s court) Gamme de vitesse importante Couple l arr t Vitesse constante avec la chargeInconv nients Vitesse li e la fr quence du r seau Risque de d crochage Ne d marre pasComparatif TGV PSE et ATLTGV PSE : 1560 kg535 Kw (726 cv)TGV ATL : 1580 kg1100 Kw (1494 cv)U=Umsin ( t+4 /3)U=Umsin ( t+2 /3)2-RAPPEL.

3 Champs Magn tiques tournants1 Pr sentation2 Rappel3 Constitution 4 M synchrone 5 Autosynchrone 6 Choix2 /3U=Umsin tHVitesse principeTrois bobines d cal es dans l espace de 2 /3 et aliment es par des tensions sinuso dales d phas es de 2 /3 lectrique cr ent un champ tournant la vitesse angulaire .2-RAPPEL: Champs Magn tiques tournants1 Pr sentation2 Rappel3 Constitution 4 M synchrone 5 Autosynchrone 6 ChoixprincipeTrois bobines d cal es dans l espace de 2 /3 et aliment es par des tensions sinuso dales d phas es de 2 /3 lectrique cr ent un champ tournant la vitesse angulaire.

4 S = ( = 2 f) s vitesse de synchronisme en rd/sns = f en tr/sPour une machine poss dant p paires de p les s = /p ns = f /p3- CONSTITUTION G N RALE1 Pr sentation 2 Rappel3 Constitution4 M synchrone 5 Autosynchrone 6 ChoixStator : idem Moteur asynchroneL induit est constitu de trois enroulements parcourus par des courants alternatifs log s dans les encoches du circuit magn tiqueExemple : Moteur du TGV ATL3- CONSTITUTION G N RALE1 Pr sentation 2 Rappel3 Constitution4 M synchrone 5 Autosynchrone 6 ChoixRotor : deux possibilit sMachine synchrone : l inducteur est constitu d un bobinage parcouru par un courant continuExemple : Moteur du TGV ATL3- CONSTITUTION G N RALE1 Pr sentation 2 Rappel3 Constitution4 M synchrone 5 Autosynchrone 6 ChoixRotor : deux possibilit sMachine synchrone : l inducteur est constitu d un bobinage parcouru par un courant continuMoteur brushless (sans balais).

5 L inducteur est constitu d aimants permanents. Exemple, aimant en samarium cobalt (SmCo5, Sm2Co17), dont les performances du point de vue de l nergie sp cifique sont exceptionnelles 3- CONSTITUTION G N RALE1 Pr sentation 2 Rappel3 Constitution4 M synchrone 5 Autosynchrone 6 ChoixRotor : deux possibilit sMachine synchrone : l inducteur est constitu d un bobinage parcouru par un courant continuMoteur brushless (sans balais) : l inducteur est constitu d aimants permanents4- PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU Moteur SYNCHRONE1 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution4 M synchrone5 Autosynchrone 6 ChoixP le nordP le sudPhase 1 Phase 2 Phase 3t1 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution4 M synchrone5 Autosynchrone 6 ChoixLe champ tournant cr e des p les fictifsP le nordP le sudtPhase 1 Phase 2 Phase 31 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution4 M synchrone5 Autosynchrone 6 ChoixLe champ tournant cr e des p les fictifsNSP le nordP le sudtPhase 1 Phase 2

6 Phase 31 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution4 M synchrone5 Autosynchrone 6 ChoixSNLe champ tournant cr e des p les fictifsCeux-ci attirent les p les r els du rotor Fonctionnement videNSP le nordP le sudtPhase 1 Phase 2 Phase 31 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution4 M synchrone5 Autosynchrone 6 ChoixHsHr L angle (champ rotorique/champ statorique) d pend du couple d velopp Plus le couple r sistant augmente, plus l angle augmenteFonctionnement en chargeSNHrNSP le nordP le sudtPhase 1 Phase 2 Phase 31 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution4 M synchrone5 Autosynchrone 6 ChoixHs HrL angle (champ rotorique/champ statorique)

7 D pend du couple d velopp Plus le couple r sistant augmente, plus l angle augmenteFonctionnement en charge4- PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU Moteur SYNCHRONE1 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution4 M synchrone5 Autosynchrone 6 Choix quivalence m canique ressortcharge FFNSP le nordP le sudtPhase 1 Phase 2 Phase 31 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution4 M synchrone5 Autosynchrone 6 ChoixSNLorsque = /2 le couple est maximal HsHrFonctionnement charge maximaleP le nordP le sudPhase 1 Phase 2 Phase 31 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution4 M synchrone5 Autosynchrone 6

8 ChoixLorsque = /2 le couple est maximalAu-del le ph nom ne d attraction dispara t, la machine s arr te il y a d crochageAu moment du d marrage, les p les fictifs tournent la vitesse de synchronisme, les p les r els du rotor sont l arr t et tant t attir s tant t repouss s par les p les Moteur synchrone ne d marre pas Solution : entra ner artificiellement le rotor une vitesse proche de celle du synchronisme (cage d cureuil , augmentation progressive de la fr quence)NSSND marrage5-PRINCIPE DE BASE D UN FONCTIONNEMENT AUTOSYNCHRONE1 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution 4 M synchrone5 Autosynchrone6 ChoixprincipeUn capteur (codeur ou resolver)

9 D tecte la position exacte du rotor et permet au convertisseur de fr quence de maintenir un angle de 90 entre le champ tournant statorique Hs et le champ rotorique Hr, de fa on ce que le couple Moteur puisse toujours tre maximal. Hs, modul en amplitude, fixe la valeur du couple. Il n y a plus possibilit de d crochage. Le capteur donne galement l information " vitesse ".5-PRINCIPE DE BASE D UN FONCTIONNEMENT AUTOSYNCHRONE1 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution 4 M synchrone5 Autosynchrone6 ChoixprincipeUn capteur (codeur ou resolver) d tecte la position exacte du rotor et permet au convertisseur de fr quence de maintenir un angle de 90 entre le champ tournant statorique Hs et le champ rotorique Hr, de fa on ce que le couple Moteur puisse toujours tre maximal.

10 Hs, modul en amplitude, fixe la valeur du couple. Il n y a plus possibilit de d crochage. Le capteur donne galement l information " vitesse ".codeurCodeur+variateur6-CHOIX D UN Moteur BRUSHLESS1 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution 4 M synchrone 5 Autosynchrone6 Choix1 Allure de la caract ristique couple/vitesseLa valeur du couple indiqu sur la plaque signal tique est celle du couple rotor bloqu en r gime permanent (point A)3000200010002468 Vitesse en tr/mnCouple en NmAZone de fonctionnement permanent possible accroissement de temp rature 60 =60 6-CHOIX D UN Moteur BRUSHLESS1 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution 4 M synchrone 5 Autosynchrone6 Choix1 Allure de la caract ristique couple/vitesse3000200010002468 =100 Zone de fonctionnement permanent possible accroissement de temp rature 100 Vitesse en tr/mnCouple en Nm6-CHOIX D UN Moteur BRUSHLESS1 Pr sentation 2 Rappel 3 Constitution 4 M synchrone 5 Autosynchrone6 Choix2 Couple en