memoire-juste-complet

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur
et de la Recherche Scientifique
Université Badji Mokhtar – ANNABA
DEPARTEMENT : ELECTOTHECNIQUE
Faculté : SCIENCES DE L’INGENIORAT
FILIERE : ELECTOTHECNIQUE
Mémoire de fin d’étude pour l’obtention du diplôme de licence
Encadrée par : Présenté par :
D. KELAIAIA. S LAKHAL AMEUR
Examinée par:
Pr. KELAIAIA. M.S
Année Universitaire
2020/2021
ETUDE ET MODELISATION DE
LA MACHINE SYNCHRONE
Jkhkjhkgh

SOMMAIRE
CHAPITRE I : LA MACHINE SYNCHRONE
 Introduction générale
 Définition
 Description La machine synchrone
 Principe de fonctionnement
 Caractéristiques de la machine synchrone:
 Bilan des puissances
 Pertes et rendement
 Avantages et inconvénients
CHAPITRE II : MODELISATION DE LA MACHINE SYNCHRONE
 Introduction générale
 Modélisation de la machine synchrone
 Utilisation d’une machine synchrone en alternateur

La Machine
Synchrone
Chapitre I

Chapitre I Machine Synchrone
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 INTRODUCTION GENERALE
Notre quotidien est marqué par l’utilisation indispensable de l’énergie électrique qui, depuis
longtemps, a connu des évolutions et développements qui ont diversifié ses sources et manières
de production. Cette dernière est produite dans des centrales électriques où se fait la
transformation de différents types d’énergies de ressources mécanique, nucléaire, thermique,
hydraulique ou solaire en énergie électrique .Ces centrales utilisent des manières différentes pour
faire tourner les turbines directement couplées au rotor de l’alternateur servant à transformer
cette énergie mécanique de rotation en énergie électrique qui sera fournie au réseau auquel est
raccordée cette centrale.
Un alternateur peut être utilisé en plusieurs domaines, à petite échelle pour produire de
petites puissances (alternateur de voiture) jusqu’à des utilisations de grandes envergures dans des
centrales électriques où les puissances produites peuvent atteindre des centaines de milliers de
Watts .Dans ces centrales à courants alternatifs, on a un choix entre l’utilisation d’un seul
alternateur satisfaisant la puissance voulue ou de plusieurs alternateurs à puissances réparties. Ce
dernier choix est plus employé car même en ayant un seul alternateur on aura besoin d’un autre
de secours en cas de défaillance et aussi du fait que la puissance du réseau est variable. Un seul
générateur prévu pour une charge maximale fonctionnerait souvent à fraction de charge et son
rendement moyen serait médiocre.
L’énergie produite par un ou plusieurs alternateurs est fournie au réseau auquel ils sont couplés.
En ayant plusieurs alternateurs, on procède à deux types de couplages :
- Un couplage en parallèle où s’ajoutent leurs courants.
- Un couplage en série où s’ajoutent leurs FEM.
Une question se pose alors : comment procéder au couplage d’alternateurs au réseau ?
On l’a subdivisée en deux chapitres :
• Le premier chapitre présente des généralités sur la machine synchrone.
• Le deuxième chapitre présente les différentes conditions de couplage et la marche à vide
de l’alternateur.

Chapitre I Machine Synchrone
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 DEFINITION
Les machines synchrones sont des machines électriques tournantes, convertisseurs
d’énergie, réversibles qui peuvent fonctionner en moteur ou en génératrice.
Lorsqu’une machine synchrone fonctionne en génératrice, c’est-à-dire transforme de l’énergie
mécanique en énergie électrique et fournit un courant alternatif, elle est appelée Alternateur.
Pour l’alternateur synchrone triphasé, l’énergie électrique est produite sous forme triphasée,
ainsi son induit peut être câblé en étoile ou en triangle.
L’alternateur se décline en différentes puissances de quelques kilovolts ampères à 250000 kVA.
A ce titre il peut être intégré dans des systèmes embarqués, ainsi que dans des installations de
puissance. L’alternateur à pôles saillants est principalement utilisé dans les centrales
hydroélectriques, tandis que le turboalternateur (à pôles lisses) dans les centrales thermiques et
nucléaires. Ainsi, il est à la base de presque toute la production d’énergie électrique mondiale.
Autrefois utilisés quasi exclusivement en alternateur, le développement de l'électronique de
puissance et la généralisation des aimants comme inducteur permettent aujourd'hui d'employer
les machines synchrones en tant que Moteurs dans une large gamme de puissance et dont la
fréquence de rotation est imposée par la fréquence du courant alternatif qui alimente l'induit.
En fonctionnement moteur, la machine synchrone transforme de l’énergie électrique en énergie
mécanique, et est utilisé pour entraîner de fortes charges : le TGV Atlantique utilise le moteur
synchrone pour se propulser. Le fonctionnement du moteur est de type inductif.
Le moteur synchrone est souvent utilisé comme filtre passif pour le relèvement du cosinus  en
remplacement des condensateurs qui produisent de l’énergie réactive. Il fonctionne à vide. Son
fonctionnement est capacitif et est appelé Compensateur synchrone.