Généralités sur les machines électriques

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Le but de cette page est d'expliquer et de démontrer comment une machine électrique fonctionne et produit un couple.

Circuit statique[modifier | modifier le code]

Circuit Magnétique.png

Soit un circuit magnétique entouré par un bobinage comportant N spires alimenté par une tension . On note flux par spire et le flux total embrassé par la bobine.

On peut faire le schéma électrique équivalent suivant Circuit Magnétique équivalent électrique.png avec une résistance R qui symbolise les pertes dans les câbles et une fem voir Loi de Lenz.

donc on peut écrire :

En multipliant cette équation par on obtient :

Bilan des énergies[modifier | modifier le code]

Circuit Magnétique statique puissance.png

Donc on alimente un circuit magnétique avec une tension u, le circuit consomme une puissance We, on obtient de la chaleur W_th (les câbles chauffent) et le reste est de l'énergie magnétique. donc

Reprenons la formule plus haut On peut identifier la puissance consommée et les pertes thermiques.

Par identification on en déduit que . Donc :

Si on considère que le circuit est indéformable alors avec = surface délimitée par le circuit.

donc on en déduit avec Volume

donc

Cas linéaire : On considère que le matériau est non saturé.

donc et


si alors

on pose avec :

  • = énergie magnétique
  • = co-énergie

dans le cas linéaire =

Circuit déformable ou dynamique[modifier | modifier le code]

Comme le circuit est en mouvement, on a de l'énergie mécanique en plus de l'énergie thermique et l'énergie magnétique.

Circuit Magnétique avec déplacement.png

Donc : , avec :

  • (déplacement linéaire) ou (rotation)

De plus on néglige les pertes fer et les frottements.

donc on obtient :

comme

Machines élémentaires[modifier | modifier le code]

Cas particuliers[modifier | modifier le code]

Stator lisse Rotor Lisse[modifier | modifier le code]

Stator lisse Rotor Saillant[modifier | modifier le code]

Stator Saillant Rotor lisse[modifier | modifier le code]

Stator Saillant Rotor Saillant[modifier | modifier le code]