REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Universite Hassiba Ben Bouali – Chlef Département d’électrotechnique Master 1 Option : machines électriques Module : TP-Machine électrique approfondies TP N°04 :Alternateur triphasé (génératrice synchrone triphasé) essai en charge Présentée par : Kahali Khadidja Mansour boukhtache Khayra Mohammed –Elbachir Hamdini Mokhtari Ilham Dirigé par : M.Bessaad Année scolaire : 2021 / 2022. Introduction : L'alternateur triphasé est une machine synchrone à champ tournant fonctionnant en génératrice. À l'aide d'un champ électrique, il produit une tension alternative triphasée variable en fonction de la vitesse. Comme le circuit de charge est conçu sous forme de réseau à courant continu, cette tension triphasée doit encore être redressée et qui plus est, régulée, puisqu'elle doit rester constante indépendamment du régime du moteur – cette tâche est assumée par le régulateur multifonction. Le dernier TP porte sur la détermination des principaux paramètres électriques de la machine d‘étude, importants pour la chaîne de production de l’énergie. Ces paramètres sont issus de résultats de mesures obtenus par des essais normalisés tels que les essais à vide et en court circuit. Ainsi il sera possible de caractériser l‘alternateur à l‘aide d‘essais virtuels réalisés par éléments finis. Afin de caractériser ce prototype, des essais normalisés ont été effectués pour obtenir les caractéristiques globales à vide et en court-circuit. Dans ce TP nous allons étudier et effectuer l’essai en charge pour la détermination de les caractéristiques des différents charges. Objectifs : Connecter et actionner une machine synchrone triphasée comme générateur synchrone. enregistrer les caractéristiques de charge U= f(I) calculer la puissance apparente fournie. tirer les courbes caractéristiques de charge , des valeur obtenues par la mesure et le calcul . indiquer sur les graphiques tracés , les valeurs de la puissance apparente et la tension nominale. commenter les variations la tension produite , aux variations des conditions de charge . Appareils et composants : Machine synchrone triphasé avec rotor a poles lisses. Alimentation en tension continu. Machine à courant continu composé au shunt. Unité de commande . Frein à poudre magnetique. Manchette d’accouplement , capuchon d’accouplement , recouvrement d’arbre. 2 Multimètres. Préparation : - fréquence de l’aleternateur f est réglée on ajustant la fréquencede rotation du rotor et on a f =p n - on réglela tension au borne de l’alternateur en ajustant le courant d’exitationet la fréquence de rotation du rotor. - l’alternateur peut être excité par un aiment permanent ou par un élctroaimant alimenté par un courant continu . - on couple les enroulements du stator en étoile (U1-U2) , ( V1-V2) ,(W1 W2), représentant les bornes des 3 enroulements statorique. Manipulation a) Pour une charge resistive : on ajustant le courant d’excitateur sur 0.6 A et la vitesse sur 1500 tr / min en variant la charge jusqu’à U =Un. Résultats : 𝐈𝐫 = 𝐜𝐬𝐭 cos 𝝋 =1 Is = I Us = U / √𝟑 N= cst R () 1500 900 680 220 I[A] 0.14 0.22 0.28 0.4 U[V] 380 370 360 190 Us [V] 219.39 213.619 207.84 109.696 S[VA] 92.145 140.988 174.590 131.635 𝐔 = 𝐟 (𝐈 ) 380 360 340 320 300 280 260 240 220 200 180 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 𝐒 = 𝐟 (𝐈 ) 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 Lorsque la charge est purement résistive, la valeur efficace des tensions simples statoriques est plus faible qu'à vide. Tout se passe comme si l'intensité d'excitation avait diminué l'intensité d'excitation ainsi que l'intensité d'excitation, notée Ie de valeur efficace des tensions observée précédemment, Donc pour compenser la baisse de valeur efficace des tensions observée précédemment, l'intensité d'excitation doit être augmentée b) Pour une charge inductive : L (H) 0.4 0.8 1.2 3.2 I[A] 0.4 0.34 0.26 0.21 U[V] 140 150 260 360 Us [V] 80.829 86.602 150.111 207.846 S[VA] 96.9948 88.334 117.08 130.94 𝐔 = 𝐟 (𝐈 ) 400 350 300 250 200 150 100 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 𝐒 = 𝐟 (𝐈 ) 135 130 125 120 115 110 105 100 95 90 85 0.2 0.22 0.24 0.34 0.36 0.38 0.4 C) Pour une charge Capacitive : C (F) 2 3 4 6 8 I[A] 0.16 0.26 0.35 0.52 0.78 U[V] 440 480 490 510 520 Us [V] 254.034 277.128 282.901 294.44 300.222 S[VA] 121.936 216.159 297.046 459.326 702.519 𝐔 = 𝐟 (𝐈 ) 520 510 500 490 480 470 460 450 440 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 𝐒 = 𝐟 (𝐈 ) 800 700 600 500 400 300 200 100 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 10- la charge influe sur le fonctionnement de notre machine plus la charge est inductive plus les pertes en tension augmentent . Conclusion Notre travail a consisté à étudier la caractérisation expérimentale de la machine synchrone l’alternateur. Nous avons commencé par décrire l’alternateur triphasé. On s’est intéressé à l’étude de l’influence des différents paramètres (la charge). Cette étude est effectuée au laboratoire . Ces résultats manquent de précision, offrent toutefois un bon accord qualitatif avec les résultats theoriques. La machine synchrone est une machine à champ tournant, elle est réversible comme la machine à courant continu ou la MAS . L’essai a vide de notre machine et l’essai en court-circuit TP3 )nous a permis de déterminer la reactance synchrone ainsi que le modèle d’une phase de l’alternateur ,la charge influe sur le fonctionnement de notre machine plus la charge est inductive plus les pertes en tension augmentent .Ce travail nous permis d’approfondir et de mettre en evidence nos connaissance theorique acquit durant notre parcours de formation.
