Commande des machines électriques (Sujet N°=3)

Concours national d’accès au Doctorat LMD : Commande des machines électriques (Sujet d’examen de doctorat 3).

Sujets suggérés par Dr. Saad Khadar.

Exercice 1:

1. Commande vectorielle d’une MAS, ou’apporte-t-elle cette commande par rapport à la commande scalaire?
2. Dessiner une structure de commande par orientation du flux rotorique pour une alimentation en tension.
3. Quelle sont les modes d’alimentation des machines et donner les spécifications de chacune et expliquer l’influence de la charge sur les grandeurs électriques de la machine.
4. Dites pourquoi le choix du repère (d-q) tournant à l’asynchronisme est choisi pour calculer la commande des machines.
5. Donner le schéma équivalent classique de la MAS. En régime permanent, développer l’équation du couple en fonction de la pulsation de glissement.
6. Donner son expression pour des glissements faibles.
7. Expliquer l’effet de la résistance rotorique à flux constant.

Exercice 2:

Un gradateur est utilisé pour alimenter un moteur asynchrone 220/380V, 50Hz, 4 pôles. La figure suivante représente le schéma équivalent d’une phase avec R=1.2Ω et X_f=L_f.w_s=2.5Ω.

1. Montrer que l’expression du couple utile d’un moteur est :

C\left(g\right)=\frac{2.75\ast10^{-2}\times V_s^2}{6.25\times g+{\displaystyle\frac{1.44}g}}

2. Fournier les expressions de couple de démarrage et de couple maximal. En déduire les valeurs du couple maximal et du couple de démarrage pour V_s=220V puis 70V.
3. La machine entrainée travaille à couple résistant Cr=70N.m. Vous penser que l’utilisation d’un gradateur est appropriée dans ce cas pour commencer? Que se passe-t-il exactement?
4. Sachant que la propriété C(g) peut être comparée à une droite d’équation dans sa partie utile :

Ou : ns est la vitesse du champ tournant et n et la vitesse de rotation.

• Rechercher le point de fonctionnement pour Vs=220V et Vs=70V.
• Est-ce que le gradateur est utilisable dans ce cas?
• Définir les modes de variation de vitesse d’une machine asynchrone. Dire parmi lesquels de ces modes, le rendement peut être affecté.

Exercice 3:

On donne ci-après le schéma synoptique d’une commande de la machine asynchrone à 2 pôles.

1. Reconnaître le type de la commande des machines électriques utilisée et les sorties des blocs e^P.
2. On admet que les courants triphasés sont parfaitement contrôlés et selon le schema :

• Donner le modèle de la machine vu par les entrées Isd et isq (référentiel de synchrone).
• En déduire son schéma fonctionnel.
• Préciser les actions des entrées Isd et Isq sur la machine.
• Etablir le couple électromagnétique en fonction de la pulsation rotorique et conclure.

3. Donner la relation en opérationnel (operateur de Laplace) de la commande BF Ω= f(Ω_ref, Cr) précisera les fonctions de transfert de poursuite et de réjection (régulation). On supposera que flux est parfaitement établi ( \varphi_s=\varphi_s^\ast=M.I_{sd} ).

You can do it