LA MACHINE SYNCHRONE

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LA MACHINE SYNCHRONE
1. Introduction :
La machine synchrone peut : - soit fonctionner en génératrice
- soit fonctionner en moteur : la fréquence de rotation est
alors imposée par le réseau 
2. Présentation
2.1.Symbole
2.2.Principe de fonctionnement
Toute variation de flux entraîne une f.e.m induite e = -
dt
d
. On va donc obtenir une tension
induite aux bornes de chaque spire. Si le flux est sinusoïdal, alors la f.e.m. sera sinusoïdale.
Remarque : C'est le même principe que pour les moteurs à courant continu sauf qu'ici on ne
veut pas redresser cette tension donc on n'aura pas de balais ni de collecteur
Avantage : l'induit pourra être fixe et on pourra donc avoir plus de puissance
2.3.Inducteur ou rotor ( appelé aussi roue polaire )
Attention : Contrairement à la MCC, ici le rotor est inducteur et le stator est l'induit
Le rotor est mobile et tourne à la vitesse nS =.
Il est constitué d'électro-aimants alimentés en continu ou d' aimants permanents

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Il existe deux types de rotor :
rotor à pôles saillants
Ici on a
Remarque : si p est élevée, la vitesse nS
est
Application : alternateur centrale
hydraulique ( p = 40 )
Pas polaire :  =
Avantage :simples à construire
Inconvénients : fournissent moins de puissance que les rotors à pôles lisses
rotor à pôles lisses
Ie est continu
Des encoches sont uniformément réparties le
long du rotor
Ici , p =
p est faible donc la vitesse de rotation est
élevée ( Application : alternateur centrale
thermique ou nucléaire )
2.4 Le stator ou induit
Il est identique à celui d’une machine asynchrone :
Dans une machine bipolaire ( p = 1 ) le stator comporte 3 bobines espacées de

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Dans une machine multipolaire ( p > 1 ) le stator comporte 3 bobines espacées de
2.4.1. Expression de la f.e.m induite
Le flux est supposé sinusoïdal donc  =MAX sin t .Or, d'après Faraday une f.e.m. induite e
va apparaître :
e = -
dt
d
(
dt
d
est la dérivée du flux par rapport au temps : notée ’ en math )
e = - MAX. .cos(t )
Or, on a N conducteurs et
2
N
spires donc la f.e.m aux bornes de l'ensemble des spires vaut
eT = -
2
N
MAX.  f.cos(t ) donc ET eff =
2.4.2. Expression de la f.e.m réelle
En fait, la f.e.m réelle  f.e.m théorique car
 Il y a une saturation du circuit magnétique donc Eeff 
2
MAX
E
 Les f.e.m sont légèrement décalées les unes par rapport aux autres donc
ET
2
N
. E
Pour tenir compte de ces défauts, on introduit un coefficient : c'est le coefficient de KAPP,
noté K
E = K.N.f.MAX
N : nombre de conducteurs par phase K  2,2 en triphasé et  1,7 en
f : fréquence ( Hz ) monophasé
MAX : flux sous un pôle (Wb) E :

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I
Alim continue
Ie
ns
Si N est le nombre total de conducteurs, par enroulement on a
3
N
conducteurs donc
E =
3. Alternateur triphasé
Remarque :
3.1.Etude en charge
Suivant la nature de la charge, la chute de tension n’a pas la même allure :
Charge 1 : charge
Charge 2 : charge
Charge 3 : charge
MCC
U
V
CHARGE

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Schéma équivalent du stator ramené sur une phase
3.2.Détermination des éléments du modèle
 EPN tension à vide ( I = 0 A ) ne dépend que de Ie
Dans le modèle du schéma
équivalent, EPN est la tension simple
Parfois, la tension relevée est la tension
composée !!!!
 On mesure Ra ( résistance entre phase ) à chaud en continu à I = ( c’est
le même montage que pour Moteur Asynchrone )
Remarque : en étoile Ra =
En triangle Ra =
 Mesure de X ( voir TP ) : essai en court-circuit : On relève pour plusieurs
valeurs de Ie ( courant d’excitation ) la valeur de l’intensité ICC
I CC
n
MCC
A
Ampèremètre ,
position alternatif
IE
IeN
Fig 1