Présentation
Auteur(s)
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Marcel JUFER : École polytechnique fédérale de Lausanne Laboratoire d’électromécanique et de machines électriques (LEME)
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Jean-Claude SABONNADIÈRE : Institut national polytechnique de Grenoble (INPG) Laboratoire d’électrotechnique de Grenoble (LEG)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La conception des machines asynchrones recouvre un domaine d’activité très vaste qui va de la machine de quelques watts de puissance destinée à des applications informatiques jusqu’au moteur de quelques mégawatts implanté dans des procédés industriels lourds. Il n’est pas possible de couvrir, dans les limites de cet article, la diversité de l’approche de l’ensemble de ces applications, ce qui nous conduit à nous restreindre aux machines polyphasées de taille moyenne.
Cependant, dans cette seule catégorie qui recouvre la plupart des applications industrielles, le cadre dans lequel se déroule la conception est d’une très grande variété qui inclut la conception de gammes normalisées de machines destinées à la constitution d’un catalogue, mais aussi, ce qui est de plus en plus fréquent de nos jours, la réponse à la commande d’un client pour une utilisation spécifique.
La caractérisation des machines asynchrones nous entraîne à formuler une méthode de dimensionnement qui s’appuie sur les équations de la machine en tenant compte des divers phénomènes électromagnétiques et aboutit à une définition globale de la machine.
Le dimensionnement définitif, tel qu’il est pratiqué en utilisant les logiciels de CAO les plus courants, est ensuite décrit en exploitant les spécificités destinés aux machines asynchrones.
Nous évoquerons enfin les contraintes mécaniques et thermiques qui sont détaillées dans d’autres articles du traité, mais qui font partie intégrante du processus de conception.
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Objectifs et structure5. Dimensionnement définitif
Une fois définies les caractéristiques principales, il est nécessaire de vérifier que le moteur ainsi calculé va satisfaire les principales caractéristiques électriques et mécaniques définies par le cahier des charges. Ce travail qui précédera la construction d’un prototype est effectué à l’aide des méthodes de simulation qui permettent sur le dessin définitif (ou presque) d’une machine de calculer les principales grandeurs du cahier des charges. Cette mise au point définitive sera contrôlée avant lancement de la production par la construction d’un prototype dont on espère qu’il soit unique si les méthodes de simulation sont suffisamment performantes, ce qui est le cas aujourd’hui.
Une fois déterminées les caractéristiques principales du moteur sous forme de données géométriques et électriques (conducteur, matériaux magnétiques...), il est intéressant de vérifier par une simulation globale à la fois électromagnétique et thermique, que ce moteur satisfait bien le cahier des charges fixé.
5.1 Calcul électromagnétique
La simulation électromagnétique fait appel au calcul des champs créés dans les diverses parties du moteur. Les grandeurs à l’intérieur de ce dernier sont de nature essentiellement bidimensionnelles dans un plan perpendiculaire à l’axe de la machine. Cependant, il existe certains effets de nature tridimensionnelle comme les courants dans les têtes de bobines ou dans les anneaux de court-circuit de la cage. On verra qu’il est possible de tenir compte de ces effets tout en gardant, pour des raisons de temps de calcul et d’efficacité du processus de conceptions, un modèle bidimensionnel.
HAUT DE PAGE
Le lecteur pourra se reporter à la référence [14] de la bibliographie.
Lorsque l’on se place dans un plan perpendiculaire à l’axe de la machine celle-ci se présente sous la forme décrite sur la figure 12 sur laquelle l’épaisseur...
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