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Auteur(s)
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Jacques SAINT-MICHEL : Directeur Scientifique Moteurs Leroy Somer
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Cet article traite des bobinages polyphasés des machines tournantes à courant alternatif. Dans un but de simplification, on s’est limité au cas des enroulements triphasés qui sont de loin les plus répandus. Les développements théoriques, largement détaillés, pourront cependant être facilement généralisés par les lecteurs qui le souhaitent à tout autre nombre de phases. Les bobinages décrits ici sont ceux que l’on rencontre au stator des machines synchrones et asynchrones, ainsi qu’au rotor des machines asynchrones à bagues. Ils sont destinés à créer, lorsqu’on les alimente par un système de tensions ou de courants triphasés, un champ magnétique tournant. On pourrait naturellement transposer les mêmes principes à des schémas développés à plat, pour créer un champ magnétique glissant, utilisable dans des moteurs linéaires par exemple.
Les aspects qualitatifs, puis quantitatifs, et enfin pratiques sont successivement abordés. Pour une meilleure compréhension, la plupart des schémas sont représentés développés, de manière à simplifier la représentation des connexions frontales. Quant au schéma en coupe, il se présente de manière générale comme sur la figure 1.
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Étude comparative de divers types de bobinages réguliers
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3. Analyse quantitative des propriétés des bobinages
3.1 Force magnétomotrice produite par les bobinages
La force magnétomotrice (FMM) d’un bobinage est définie comme la somme cumulée des ampères-tours rencontrés lorsque l’on se déplace le long de l’entrefer.
À chaque passage au droit d’une encoche, la FMM est donc augmentée algébriquement de la valeur du courant total présent dans ladite encoche. C’est évidemment une fonction périodique. L’intérêt de la notion de FMM est d’être gouvernée par les courants qui sont bien entendu les sources de champ magnétique. Si le circuit n’est pas saturé, l’induction lui sera directement proportionnelle. Dans le cas contraire, qui est le cas général, il faudra la multiplier par la perméance du circuit complet (entrefer et fer) pour obtenir l’induction. En définitive la FMM est le moyen rigoureux d’étude des machines.
Pour fixer les idées, considérons un bobinage triphasé bipolaire le plus simple possible, c’est-à-dire comportant une seule encoche par pôle et par phase et représenté sur la figure 10.
En θ = 0, la FMM, pour l’instant indéterminée, a une valeur désignée par F 0 , valeur constante jusqu’à θ = 30 o. Les valeurs suivantes s’en déduisent aisément (avec I 1 ,
les courants dans les encoches) :
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