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Auteur(s)
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François BERNOT : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité - Docteur en sciences pour l’ingénieur - Maître de conférences à l’UTBM (Belfort)
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Cet article est la suite logique de la partie relative à la constitution et au fonctionnement des machines à courant continu. L’exposé qui suit, beaucoup plus technologique que le précédent, se décompose en plusieurs parties distinctes.
Il traite tout d’abord les techniques de conception de l’induit, puis de l’inducteur. Les pôles auxiliaires sont ensuite abordés, pour finir par des éléments divers de dimensionnement. Les techniques propres aux inducteurs bobinés et à aimants sont présentées dans le texte au fil des besoins. Une vue générale des questions que se pose le concepteur est présentée, sans détailler tous les aspects de la conception d’une machine.
cet article est une coédition partielle d’un des chapitres du livre de l’auteur : La vitesse variable électrique, motovariateurs à courant continu [1].
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Construction des induits des divers types de machines
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1. Généralités
Les moteurs à courant continu industriels sont construits selon la même structure que le moteur simplifié que nous avons vu dans l’article [D 3 555, Figure 4].
La figure 1 montre un exemple de petit moteur à stator bobiné où nous reconnaissons ses divers éléments constitutifs : rotor, stator, collecteur, balais.
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L’inducteur peut être à aimants permanents ou bobiné.
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Le premier type (à aimants permanents ) se rencontre dans la plupart des servomoteurs utilisés pour les asservissements de petite puissance (inférieure à 5 kW), comme les robots, les mouvements d’axe (table traçante…). Ce choix conduit à des machines compactes, de très bon rendement, et surtout faciles à modéliser, donc à asservir, comme un servomoteur d’imprimante par exemple.
N’oublions pas le secteur des accessoires automobiles, où la faible puissance requise rend la technologie à inducteur en ferrite très compétitive.
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La structure bobinée est utilisée en pratique chaque fois que celle à aimants ne peut l’être. Nous avons vu en qu’elle offre la possibilité de fonctionner en survitesse, sur une large plage, ce qui permet de sous-dimensionner le moteur. Son domaine d’application est encore très large parmi la traction électrique (locomotives et voitures) et les asservissements de grande puissance (laminoirs…), même si elle tend souvent à être remplacée par la solution synchrone (TGV Atlantique…) ou asynchrone (TGV transmanche).
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La gamme des puissances en moteurs à courant continu s’étend du dixième de watt à une dizaine de mégawatts. Les besoins correspondant à ces puissances extrêmes viennent essentiellement des laminoirs comme l’illustre la figure 2.
Au-delà de cette barrière d’une dizaine de mégawatts, il faut passer en technologie synchrone.
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Précisons,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BERNOT (F.) - La vitesse variable électrique, tome 1 motovariateurs à courant continu, - éd. ITP (Magnard-Vuibert). 1997.
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(2) - CHÂTELAIN (J.) - Machines électriques, tome 10 de la série traité d'électricité , - éd. Presses polytechniques et universitaires romandes. 1983.
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(3) - MILSANT (C.) - Machines électriques, - éd. Ellipses. 1993.
-
(4) - MILSANT (F.) - Électrotechnique et électro-nique de puissance, - éd. Ellipses. 1993.
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(5) - LEBON et FOCH - Vitesse variable, - éd. Nathan.
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(6) - * - Encyclopédie des Techniques de l'Ingénieur. Traité Génie électrique. Machines électriques.
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ANNEXES
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