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Niveau école ingénieur
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Travaux virtuelles

Posté par
Meedfried
15-12-21 à 14:07

Bonjour,

Pour une machine synchrone, on peut déterminer le couple et la force avec la force de Laplace.


Maintenant, on peut également calculer le couple avec la méthode des travaux virtuels avec le calcul de l'énergie.

Je sais que C = +\frac{dW}{d\alpha }

Mais après cela, je ne vois pas trop...

Merci !

Posté par
vanoise
re : Travaux virtuelles 15-12-21 à 19:18

Bonsoir
Méthode générale.On imagine une rotation élémentaire d du solide par rapport à son axe et on calcule la somme W des travaux élémentaires virtuels des différentes forces appliquées au solide. Ensuite :
C=W/d

Posté par
Meedfried
re : Travaux virtuelles 15-12-21 à 21:34

Merci,
Le solide dans notre cas est le rotor. Donc, on doit le faire varier pour calculer W.

On a Welectrique = WPerte + Wmécanique + Wmagnétique
dWe = dWperte + dWmeca + dWmag
dWe = v(t) * i(t) dt
Et je pense on peut dire que dWméca = F dx
On a donc :
v(t) * i(t) dt = dWperte + F dx +dWmag
v(t) = R i(t) + N d\varphi /dt
On peut dire que v(t) * i(t) dt = R * i²(t) + i(t) * N d\varphi
Avec N d\varphi  le flux dans la bobine

Est ce que cela est juste ou répond au problème avec p pôles. Ici (mon raisonnement) c'est plutôt pour une seule bobine...

Merci !

Posté par
vanoise
re : Travaux virtuelles 16-12-21 à 17:53

Dans le cas d'un moteur synchrone, l'étude simplifiée conduit simplement à :

\overrightarrow{C}=\overrightarrow{M}\wedge\overrightarrow{B}

avec \vec M : vecteur moment magnétique du rotor et \vec B : vecteur champ tournant créé par le stator. Formule à adapter en fonction du nombre de pôles.

Posté par
Meedfried
re : Travaux virtuelles 17-12-21 à 18:45

Merci,

Cette relation vient d'où pour le couple ?

Donc le B (suivant uphi du stator), on le détermine avec le potentiel vecteur.
Mais comment déterminer M suivant ur si le rotor est aussi un courant ?

Posté par
vanoise
re : Travaux virtuelles 17-12-21 à 19:22

Citation :
Cette relation vient d'où pour le couple ?
Mais comment déterminer M suivant ur si le rotor est aussi un courant ?

La démonstration pour une bobine de forme quelconque est assez délicate. Souvent, elle est faite pour une bobine rectangulaire puis généralisée. Voir document ci-dessous partie 4. Attention : le moment magnétique que j'ai noté \vec M est noté sur le document \vec{\mu}} :

Posté par
Meedfried
re : Travaux virtuelles 17-12-21 à 23:17

On a donc \vec{M} = N I S \vec{uz}
Dans notre modèle, on a le courant linéique sur le rotor \vec{Kr}= Kr .cos (p(\varphi -\alpha )).\vec{uz}
Donc N=1, S la surface et pour le courant il faut donc pour avoir I, multiplier Kr par une longueur ... mais je ne sais pas quoi ?

Et donc avec B suivant ur, on a un couple suivant uphi.

Posté par
vanoise
re : Travaux virtuelles 18-12-21 à 17:04

Je ne sais pas trop ce que désigne \vec {u_z} pour toi. Si on adopte un repère cylindro-polaire, l'axe (Oz) étant confondu avec l'axe de rotation du rotor, je dirais plutôt que le vecteur \vec M est, pour un rotor à deux pôles, radial et sortant par le pole nord du rotor (vertical ascendant sur le schéma ci-dessous). Il tourne dans le même plan que le vecteur B et à la même vitesse angulaire (cas de deux pôles) que lui de sorte que l'angle (\vec M , \vec B ) reste fixe en régime permanent. Cet angle est quasi nul à charge nulle et égal à /2 à charge maximale.

Posté par
Meedfried
re : Travaux virtuelles 21-12-21 à 18:18

Uz est bien pour moi l'axe du rotor.
Ca me parait plus normal que M soit selon ur.
Je pense que je me complique trop avec l'histoire du modele de machine synchrone ?

Posté par
vanoise
re : Travaux virtuelles 21-12-21 à 21:59

L'électrotechnique est une science très compliquée si on veut se donner la peine de vraiment approfondir...Il y a tellement de phénomènes qui interviennent... Très souvent, on se contente de bien comprendre le principe par une étude théorique simplifiée puis on se fit aux résultats expérimentaux et aux formules empiriques...
Si tu as bien compris le principe du moteur synchrone bipolaire triphasé, c'est déjà très bien !

Posté par
Meedfried
re : Travaux virtuelles 22-12-21 à 18:48

D'accord, merci beaucoup
Oui, je m'en rendais pas compte mais c'est assez complexe.



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