Labo Machines Electriques

Labo des Machines Électriques

Description

Le laboratoire de Machines Électriques est entièrement dédié à l’étude des moteurs et des génératrices électriques. Ce laboratoire dispose d’un vaste choix de machines électriques qui peuvent installées sur des bancs d’essais reliés à des pupitres de commande pour un usage didactique. Des équipements de mesure appropriés permettent de relever toutes les grandeurs électriques et mécaniques pertinentes à l’étude des machines.

Grâce au soutien financier de partenaires industriels, plusieurs bancs de démonstration avec des entraînements électriques (pompes, ventilateurs, compresseurs, etc.) ont été réalisés. Ces bancs de test ont été développés pour montrer certaines bonnes pratiques afin de réaliser des entraînements électriques efficaces d’un point de vue énergétique. Avec ces bancs d’essais, les moteurs électriques du laboratoire entraînent des charges réelles, comme dans l’industrie.

Les figures 2 montre quelques exemples de banc d’essais développés au laboratoire :

1. Banc d’essais pour illustrer les économies d’énergie envisageables avec un entraînement à vitesse variable des pompes centrifuges, avec une utilisation rationnelle des pompes en parallèle et un contrôle approprié.
2. Armoire électrique avec un système de récupération d’énergie pour montrer le contrôle d’un moteur et la réinjection d’énergie électrique sur le réseau lors des phases de freinage.
3. Armoire électrique pour montrer l’effet des filtres et la problématique des harmoniques avec les convertisseurs de fréquence standards utilisés pour le contrôle des moteurs électriques.
4. Banc didactique permettant de mesurer, de changer et de comparer différents composants d’un système de ventilation (convertisseur électronique, moteur, transmission par courroie, ventilateur, clapet) afin d’analyser les différents aspects énergétiques.

figure 2a	figure 2b	figure 2c	figure 2d

                                         Figures 2 - Bancs et démonstrateurs utilisés dans l'enseignement

Diverses solutions (Figure 3) pour réaliser la mesure, la surveillance, le suivi de la consommation énergétique et le contrôle des moteurs électriques à distance ont été installées et testées dans laboratoire de Machines Electriques. La mesure et la surveillance de la consommation permettent d’augmenter la fiabilité et l’efficacité énergétique d’une installation. La connaissance et la maîtrise de la consommation d’énergie est déterminante pour la compétitivité des entreprises et elle devient indispensable pour le management de l’énergie (norme ISO 50001).

     Figure 3 - Appareils pour la mesure et le monitoring de l’énergie consommée par des entraînements électriques

Les outils didactiques développés et les équipements installés au laboratoire sont largement employés pour les laboratoires des cours Bachelor ou Master, notamment dans la filière de Génie Électrique, orientation Systèmes Énergétiques.

Ces équipements sont également utilisés dans les formations continues de la HEIG-VD de type CAS (Certificate of Advanced Studies), ainsi que pour des formations ponctuelles spécifiques destinées aux industriels et aux conseillers en énergie.

Plusieurs bancs d’essais (Figure 4 et Figure 5) sont utilisés pour la mesure de moteurs et de générateurs électriques, en particulier dans le cadre de mandats industriels et pour des travaux d’étudiants.

 Figure 4 - Banc d’essais pour petit moteur à très haute vitesse (400'000 tr/min)

                                  Figure 5 - Test et contrôle d’un moteur brushless

Le dimensionnement, la modélisation, la simulation et l’optimisation de moteurs et générateurs électriques sont réalisés au laboratoire à l’aide de logiciels à éléments finis (Figure 6).                                                    

           Figure 6 - Simulation par éléments finis d’un moteur pas à pas hybride