Etude du couple dans les machines synchrones. Où sont les champs tournants ?

Ecole Normale Supérieure de Cachan, département E.E.A.

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Résumé

Dans cet article, nous proposons d'étudier les machines synchrones au travers d'exercices. Dans une première partie, nous présentons une méthode de calcul du couple électromagnétique utilisée dans les laboratoires de recherche, à savoir : le tenseur de Maxwell. Pour le calcul du couple avec cette méthode, il est nécessaire de détermi-ner les composantes spatiales de la composante normale de l'induction et de la composante tangentielle du champ magnétique dans la zone d'entrefer. Pour ce faire, nous utilisons un logiciel libre de calcul par éléments finis : “femm”. Après avoir présenté les outils, nous présentons la machine synchrone à aimants permanents déposés (collés) en surface du rotor. Les premiers exercices proposés permettent de quantifier le rôle de l'inducteur au travers de la composante normale de l'induction et ainsi le cas de la machine synchrone triphasée à excitation bobinée à pôles lisses est abordé. Les derniers exercices proposés vont permettre de “réaliser” des machines synchrones plus ésotériques dites à pôles fractionnaires.