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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Kamal Al-Haddad


PLAN DE COURS

Automne 2025
SYS839 : Entraînements électriques (3 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours
À la fin de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure:
• d’identifier et analyser le principe de fonctionnement des différents types de machines électriques en vue de leurs utilisations comme moteurs ou génératrices;
• d’analyser le principe de fonctionnement et de concevoir les différents types de convertisseurs statiques utilisés pour l’alimentation des machines électriques à vitesse variable;
• d’analyser le fonctionnement des différentes associations machines-convertisseurs tant en mode motorisation qu’en mode récupération d’énergie;
• d’appliquer le concept des entrainements aux systèmes aux différentes sources d’énergie renouvelable.

Généralités sur les entraînements électriques. Classification des entraînements. Caractéristiques électriques des machines électriques: machines asynchrones, machines synchrones à aimant permanent, machines à courant continue. Représentation des différentes charges mécaniques. Les convertisseurs statiques pour les machines à courant alternatif et les convertisseurs pour les machines à courant continu. Associations machine-convertisseur. Modélisation en régime transitoire des machines à courant alternatif, les différentes transformations d’axes, modèle de la machine asynchrone dans les nouveaux repères. Commandes scalaire et vectorielle de la machine asynchrone. Commande de vitesse de la machine synchrone. Commande de la machine asynchrone à double alimentation. Application des entraînements en mode actionneurs et en mode génératrices à partir des sources d’énergie renouvelables.

Séance des travaux pratiques : Simulation des entrainements à base des machines à courant continue et de machine asynchrone. Régulation de vitesse et couple, fonctionnent en mode moteur et en mode générateur. Utilisation des logiciels de simulation pour les sources.



Objectifs du cours
  • Développer chez l'étudiant(e) la capacité de comprendre les principes de base de l'électromagnétisme et des circuits triphasés;
  • Analyser le fonctionnement et concevoir des différents types de machines électriques en vue de leurs utilisations comme moteurs ou génératrices;
  • Étudier comment concevoir des machines électriques (machine asynchrone, synchrone et machine à flux axial) à l'aide d’Ansys electronics desktop et simuler leurs performances;
  • Analyser le fonctionnement les différents types de convertisseurs utilisés pour l’alimentation des machines électriques à vitesse variable;
  • Étudier les technologies de pointe des machines électriques.



Stratégies pédagogiques
  • Le cours sera assuré en présentiel.
  • Le temps de classe seront consacrés aux exposés magistraux à travers des présentations power point, notes de cours.
  • Un projet de session sera consacré à concevoir un moteur à aimants permanents, simuler ses performances et rédiger un rapport

Cours

Description

Heures

1

Introduction et l’électromagnétisme

3

2

Circuit triphasé

3

3

Machines à courant continu

3

4

Machines asynchrones

3

5

Machines synchrones

3

6

Conception des machines électriques avec Ansys Electronics Desktop

3

Examen de mi-session

3

7

Convertisseurs de puissance

6

8

9

Entraînements a` courant continu

3

10

Entraînements des moteurs asynchrones

3

11

Entraînements des moteurs synchrones

3

12

Les technologies de pointe des machines électriques

3




Utilisation d’appareils électroniques
  • Un ordinateur personnel
  • Logiciel Matlab (version 2019b ou plus récente)



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Qingsong Wang Activité de cours Qingsong.Wang@etsmtl.ca A-2467



Cours

Cours 1 : Électromagnétisme (1.5 heures)

Apprendre les grandeurs fondamentales du champ magnétique: flux magnétique, induction magnétique, perméabilité, et intensité du champ magnétique, etc. Apprendre le théorème d’Ohm pour les circuits magnétiques, et le théorème de la boucle d'Ampère. Apprendre les caractéristiques d'hystérésis des matériaux magnétiques. Apprendre les circuits magnétiques.

Cours 2 : Circuit triphasé (3 heures)

Apprendre les grandeurs fondamentales du courant alternatif sinusoïdal: valeur de crête, valeur RMS, période et fréquence, etc. Apprendre les deux façons de connexion: connexion delta, et connexion étoile. Apprendre les puissance active, reactive, apparente.

Cours 3 : Machines à courant continu (3 heures)

Apprendre la structure et le principe de fonctionnement des machines à courant continu. Apprendre différents types de machines à courant continu: machine à courant continu à excitation séparée, machine à courant continu à excitation parallèle, et machine à courant continu à aimant permanent, etc. Apprendre le flux de puissance des machines à courant continu. Apprendre le circuit équivalent des machines à courant continu.

Cours 4 : Machines à induction triphasé (3 heures)

Apprendre la structure et le principe de fonctionnement des machines à induction triphasé. Apprendre le circuit équivalent des machines à induction triphasé. Apprendre le flux de puissance des machines à induction triphasé.

Cours 5 : Machines synchrones (3 heures)

Apprendre la structure et le principe de fonctionnement des machines synchrones. Apprendre le circuit équivalent par phase des machines synchrones. Apprendre le flux de puissance des machines synchrones. Apprendre des machines synchrones à aimants permanents.

Cours 6 : Concevoir des machines électriques avec Ansys Electronics Desktop (3 heures)

Concevoir un moteur à aimant permanent et simuler ses performances.

Cours 7 et 8 : Convertisseurs de puissance (6 heures)

Apprendre les caractéristiques de la résistance, de l'inductance et du condensateur. Apprendre les caractéristiques des différents interrupteurs de puissance: diodes, triodes, et transistors, etc. Apprendre les différentes topologies des convertisseurs de puissance: onduleur, redresseur, convertisseur bulk, et convertisseur boost, etc.

Cours 9 : Entraînement à courant continu (3 heures)

Revoir la structure et le principe de fonctionnement des machines à courant continu. Revoir le circuit équivalent des machines à courant continu. Apprendre le circuit d'entraînement du moteur à courant continu. Apprendre le contrôle de la vitesse des moteurs à courant continu.

Cours 10 : Entraînement des moteurs asynchrones (3 heures)

Rappel sur la structure et le principe de fonctionnement des moteurs asynchrones. Dériver les équations de couple et de puissance. Apprendre le réglage de la vitesse des moteurs asynchrones par la tension d’alimentation, la résistance rotorique, et la fréquence de la fréquence d’alimentation.

Cours 11 : Entraînement des moteurs synchrones (3 heures)

Rappel sur la structure et le principe de fonctionnement des moteurs synchrones. Dériver les équations de couple et de puissance. Apprendre le contrôle de la vitesse des moteurs synchrones. Apprendre les transformations Clarke et Park. Apprendre le contrôle vectoriel du MSAP.

Cours 12 : Les technologies de pointe des machines électriques (3 heures)

Apprendre les technologies de pointe des machines électriques et les nouvelles configurations des machines électriques: machine à engrenage magnétique, machine à flux axial, et machine linéaire. Apprendre les vastes applications des machines électriques. Bilan du cours.




Évaluation

Description

%

Date

Examen mi-session

35%

Le 21 octobre 2025

Examen final

35%

À déterminer

Rapport de projet

30%

À déterminer

Travaux à remettre

  •   Un (1) rapport de projet

 

Le projet seront réalisés par groupe de trois (3) ou quatre (4) étudiants.

Projet : La date est à déterminer. Chaque group d’étudiant est tenu de concevoir un moteur à aimants permanents, simuler ses performances et rédiger un rapport.




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 21 octobre 2025



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

La politique pour la remise des travaux en retard est la suivante : - 20 % par jour de retard incluant la fin de semaine.

 




Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

AL-HADDAD, K., Entraînements électriques, SYS839, Note de cours, ÉTS.




Ouvrages de références

BOLDEA I., NASAR S. A., Electric drives, Boca Raton: Taylor & Francis, CRC Press, Third edition, 2017.

GOPAL, D., Power Semiconductor Controlled Drives, Prentice Hall, 1989.

BOSE B. K., Power Electronics and Motor Drives: Advanced and Trends, Academic Press, 2006.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/