Informations du cours

Préambule: Ce cours s’adresse aux étudiants de la formation Master en électrotechnique, option Machine électrique dans le cadre du programme officiel. Mais bien entendu il peut être utile pour tous ceux qui désirent approfondir leurs connaissances ou avoir un document de base en matière de modélisation des machines électriques. On outre, ce cours a pour objectif principal d’approfondir les connaissances des étudiants sur les différents modèles mathématiques dédiés à l’étude du comportement dynamique des machines électriques. Ce cours comprend cinq chapitres organisés comme suit :

Le premier chapitre, «Procédés physiques et mathématiques d’études », s'intéresse aux rappels sur les circuits couplés magnétiquement, conversion électromécanique de l’énergie, inductances de la machine et les composantes symétriques et relatives. L'autre extrémité de l'éventail de la modélisation est présentée par le second chapitre, «Théorie de la machine électrique généralisée», qui donne un panorama de modèles : modèle  de la machine électrique idéalisée, modèle triphasé et biphasé de la machine généralisée ainsi que le modèle complexe. On présente aussi, dans ce chapitre, l’équation de mouvement de la machine généralisée. Les trois autres chapitres de ce recueil ont pour ambition de détailler les outils classiquement utilisés pour modéliser en régime dynamique les machines à courant continu, les machines synchrones et les machines asynchrones. Les modélisations présentées dans ces chapitres sont considérées comme classiques, mais elles ont l'ambition d'ouvrir vers des modélisations moins classiques ; par ailleurs, ce sont elles qui sont à la base de la grande majorité des commandes modernes de machines. Cela signifie que l'on présente en priorité les hypothèses physiques qui sont à la base des équations utilisées par toute la communauté d’électrotechnique. Il doit savoir que des phénomènes physiques sont habituellement négligés par les modèles classiques : l'hypothèse de linéarité signifie, principalement, que l'on néglige la saturation des matériaux magnétiques, mais aussi l'effet de peau, les pertes ferromagnétiques (et tout ce qui pourrait trop compliquer le modèle : on fait donc, en fait, toutes les hypothèses pour rester dans un cadre considéré comme simple) ; l'hypothèse du premier harmonique signifie que l'on suppose que les champs dans l'entrefer ont une distribution sinusoïdale et que l'on néglige donc les harmoniques d'espace et les effets des encoches ; la symétrie signifie que toutes les phases d'une armature (stator, rotor) sont identiques et simplement décalées dans l'espace et que l'on néglige les défauts qui pourraient apparaître lors de la construction ou lors d'un accident.