09_Resume_TGET_Machine_synchrone

Résumé
Machine Synchrone
1. Principe de la machine synchrone
En moteur : le champ tournant créé par les trois phases du stator alimentées en triphasé créent
un champ tournant à la fréquence de rotation de synchronisme : f = p.nS (avec f
fréquence en Hz ; p nombre de paires de pôles et nS fréquence de rotation de synchronisme
en tr.s-1.). Ce champ entraîne la roue polaire alimentée en continu (par un système de balais et
collecteur) à la vitesse de synchronisme
Symbole
Stator
Roue polaire
MS
3~
En alternateur : La roue polaire (inducteur) alimentée en continu (par un système de balais et collecteur) est entraînée
mécaniquement par un autre système (chute d’eau, turbine…) et crée une tension induite triphasée dans le stator
(induit)
2. Marche en alternateur:
E  KNpnSˆ
2.1. Modèle d’une phase de l’alternateur :
 EPN est la tension induite , l’essai à vide permet
de tracer EPN = f(ie) à n = cste.



avec

 K :coef de Kapp
 N : nombre de conducteurs d'1 phase
 p: nombre de paire de pôles
n : vitesse de synchronisme
 S
ˆ: flux max sous un pôle
rS
EPN
XS
J
V
V :la tension aux bornes d’un enroulement
rS () est la résistance de l'enroulement (étoile : RB = 2 r ; triangle : RB = (2/3) r)
XS () : réactance synchrone. L’essai en court-circuit et l’essai à vide permettent de la déterminer
Z
EPN (ie )
avec EPN et JCC déterminés pour le même courant ie, puis X  Z 2  r 2 .
J CC (ie )
2.2. Diagramme synchrone :

V
2.3. Essais caractéristiques
Essai à vide :
Essai en court circuit :
EPN = f(ie) à n = cte


DT
DT

EPN

XJ
JCC = f(ie) à n = cte
AC
EPN
V
MS
3~
DC
ie
A
AC
A
JCC

J
EPN
JCC
Zone saturée
EPN = r J + X J + V
Zone
linéaire
3. Bilan des puissances
Alternateur
ie
 imposé par la charge élec
Pu  3 UI cos 
Pabs  TM   ueie
ie
D'où le rendement par la méthode des pertes
séparées dans le cas de l’alternateur:

PJ 
3
RB I 2  3rJ 2
2
Pcoll  pméca  p fer
Ne dépendent pas de la charge
Moteur
 et  imposés par la charge méca
Pabs  3 UI cos 
Pu  TM 
Tem 
Pem
3  UI cos 



Pu
Pabs
3UI cos 
3
3UI cos   uexciexc  RB I 2  pm  p f
2
3UI cos 

TM   uexciexc

Pje  ueie  rie2
DC
A
Entrainement
Entrainement

rJ
ie
MS
3~