Modélisation et simulation des machines électriques
Rachid Abdessemed
Ellipses
Introduction générale
9
Chapitre I
Rappels - Théorie de la machine électrique généralisée
1 Machine électrique idéalisée.11
2 Machine électrique généralisée dans le repère naturel11
2.1 Modèle triphasé de la machine généralisée12
2.2 Modèle biphasé de la machine électrique généralisée14
3 Transformation des équations différentielles16
4 Utilisation des différents systèmes d'axes de coordonnées20
5 Equations différentielles de la machine électrique généralisée
sous forme complexe22
6 Passage d'un système triphasé au système biphasé et inversement.23
7 Equation du mouvement de la machine électrique27
Chapitre II
Modélisation et simulation des machines électriques à courant
continu
1 Modèle de la machine à courant continu (MCC) sur les axes d,q33
2 Mise en équation de la MCC35
3 Application de la théorie généralisée aux divers modes d'excitation36
3.1 Fonctionnement en génératrice37
3.1.1 Génératrice à excitation séparée37
3.1.2 Génératrice à excitation shunt38
3.1.3 Génératrice à excitation série38
3.1.4 Génératrice à excitation composée39
3.2 Fonctionnement en moteur40
4. Applications
4.1 Modélisation et simulation de la génératrice à courant continu
à excitation séparée43
4.2 Modélisation et simulation d'un moteur à courant continu à excitation
shunt46
Modélisation et simulation d'un moteur à courant continu à excitation
série54
Chapitre III
Modélisation et simulation des machines asynchrones à cage
d'écureuil
1 Modélisation et simulation des moteurs asynchrones triphasés à cage59
2 Modélisation et simulation des génératrices asynchrones triphasées à
cage68
2.1 Génératrice asynchrone à cage69
2.2 Auto-amorçage de la génératrice asynchrone à vide70
2.3 Modélisation de l'auto-amorçage à vide74
2.4 Génératrice asynchrone en régime de saturation75
2.4.1 Fonctionnement à vide76
2.4.2 Equations de la machine dans le repère U,V76
2.4.3 Représentation schématique des flux77
2.5 Mise sous forme d'état82
2.6 Auto-amorçage de la génératrice en régime saturé83
2.7 Simulation de l'auto-amorçage en charge résistive-inductive (RL)86
3 Modélisation et simulation des moteurs asynchrones monophasés
à condensateur permanent (MAMCP)90
Chapitre IV
Modélisation et simulation des machines synchrones à inducteur
1 Modélisation et simulation des moteurs synchrones sans amortisseurs100
2 Modélisation et simulation des moteurs synchrones avec amortisseurs104
3 Modélisation et simulation des génératrices synchrones sans
amortisseurs115
Chapitre V
Modélisation et simulation des machines synchrones
à aimants permanents
1 Modélisation et simulation des moteurs synchrones à aimants
permanents125
2 Modélisation et simulation des génératrices synchrones à aimants
permanents130
2.1 Fonctionnement à vide132
2.2 Fonctionnement en charge133
Chapitre VI
Modélisation et simulation des machines asynchrones à
double alimentation (MADA)
1 Classification des machines à double alimentation139
2 Principe de fonctionnement de la MADA141
2.1 Modes opérationnels de la MADA142
2.2 Avantages et inconvénients de la MADA145
3. Modélisation des moteurs asynchrones à double alimentation145
4 Systèmes éoliens de génération d'énergie à vitesse variable152
4.1 Eolienne autonome153
4.2 Eolienne connectée au réseau153
5. Différentes configurations de l'association MADA/convertisseur de
puissance154
6. Convertisseurs de puissance associés à la MADA155
6.1 Redresseur non/ et contrôlable associé à un onduleur MLI à thyristors155
6.2 Cycloconvertisseur156
6.3 Redresseur MLI de courant associé à un onduleur MLI de tension157
6.4 Convertisseur matriciel157
7 Modélisation et simulation des générateurs asynchrones à double
alimentation (GADAs)158
8 Modélisation des cascades à deux machines asynchrones à double
alimentation164
8.1 Description de la cascade164
8.2 Modèle idéalisé de la cascade165
Chapitre VII
Modélisation et simulation des machines asynchrones double
étoile
1. Moteurs asynchrones double étoile (MASDE)175
1.1 Modèle du moteur MASDE sur les axes réels175
1.2 Modèle biphasé du MASDE177
1.2.1 Puissance instantanée181
1.2.2 Mise sous forme d'équation d'état183
2 Génératrices asynchrones double étoile (GASDE)193
2.1 Modèle biphasé de la GASDE dans le référentiel généralisé193
2.2 Modèle biphasé de la GASDE lié au champ tournant194
2.3 Modélisation de l'auto-amorçage de la GASDE à vide198
2.4 Simulation de la GASDE en régime saturé199
2.5 Simulation de l'auto-amorçage en charge résistive-inductive (R,L)202
3 Modélisation et simulation de l'association machine-convertisseur205
3.1 Commande par modulation sinus-triangle207
3.2 Association de la MASDE à deux onduleurs de tension208
Chapitre VIII
Méthodes d'identification paramétriques des machines
électriques
1. Identification paramétrique de la machine synchrone213
1.1 Essais classiques de la machine synchrone214
1.2 Essais indiciels de la machine synchrone217
2 Identification paramétrique de la machine asynchrone219
2.1 Identification de la machine asynchrone à cage d'écureuil219
2.2 Identification de la machine asynchrone à rotor bobiné224
3 Identification paramétrique de la machine à courant continu225
3.1 Méthode des essais classiques225
3.2 Méthode des essais indiciels226
4 Détermination des paramètres mécaniques228
Index
231
Bibliographie
235