Machine synchrone Table 5 (et 2) : fonctionnement en moteur

Compte rendu
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Machine synchrone
Table 5 (et 2) : fonctionnement en moteur
Objectifs
Fonctionnement sur réseau fixe (fréquence et valeur efficace des tensions statoriques)
La machine utilisée est celle de la table n°2.
● Couplage d’une machine synchrone sur un réseau fixe en moteur asynchrone.
● Tracé des courbes de Mordey pour le tiers, les deux tiers et la totalité de la puissance nominale.
● Mettre en évidence l’influence de l’intensité d’excitation sur le décalage interne et la stabilité.
Fonctionnement sur variateur de vitesse
La machine utilisée est celle de la table n°5. Elle est pilotée par le variateur UMV4301 convenablement
réglé.
● Tracer les caractéristiques n = f(C) et C = f(I) pour trois vitesses de rotation.
● Visualiser la tension et l’intensité pour une phase de la machine. Estimer le déphasage et observer son
évolution en fonction de la charge mécanique.
● Observer l’évolution du décalage interne avec la charge à vitesse fixe.
Le compte rendu doit présenter
● Les schémas des montages utilisés (machines, alimentations, appareils de mesures, …) ainsi que les modes
opératoires et les éventuelles précautions particulières.
● Tracer les diagrammes de Fresnel pour trois points de la courbe de Mordey « nominale » (voir les résultats
de la table 3 pour les éléments du modèle équivalent). L’un des points doit correspondre à un comportement
capacitif, un autre à un comportement inductif et le troisième à un comportement résistif. Comparer les
résultats théoriques et expérimentaux et mettre en évidence les limites du modèle choisi. Retrouver
l’influence des courants statoriques et du type de charge (résistive, résistive et inductive, …) sur l’état
magnétique de la machine
● Comparer les caractéristiques obtenues avec le variateur avec celles des machines étudiées précédemment
(machine à courant continu et machine asynchrone).
● Influence de l’intensité d’excitation sur le décalage interne et la stabilité
- Décrire précisément la méthode permettant d’observer l’évolution du décalage interne avec le couple sur
l’arbre.
- Influence de l’intensité d’excitation sur cet angle et description du comportement de la machine à la limite
de la stabilité. Comparer les fonctionnements obtenus avec le réseau fixe et le variateur.

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Moteur synchrone Page 2 sur 8 TS2ET 2006-2007
Fonctionnement sur réseau fixe (fréquence et valeur efficace des tensions statoriques)
La machine utilisée est celle de la table n°2.
Côté rotor, l’interrupteur à trois
positions, permet de connecter
l’enroulement d’excitation sur la
résistance (fonctionnement en
asynchrone) ou sur l’alimentation
continue réglable (synchrone).
Voir le niveau 4 pour plus
d’explications.
« Excitation » est entre
guillemets car l’enroule-
ment rotorique n’est pas ici
alimenté.
Remarque (hors programme) :
Avec une résistance de 100 Ω aux bornes
du rotor, la vitesse atteint presque 750
tr/min, c’est trop éloigné de 1500 tr/min
pour pouvoir synchroniser le moteur.
La position 0 n’est pas
indiquée sur le schéma…
n
s
est la vitesse de
synchronisme, ici 1500
tr/min

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Moteur synchrone Page 3 sur 8 TS2ET 2006-2007
En effet, pour réussir à
synchroniser, la roue
polaire doit être parcou-
rue par un courant.
Pour plus d’explications,
voir le cours niveau 3.
En fait, la puissance
observée est la puissance
sur l’arbre c'est-à-dire la
puissance utile.
Une autre solution consis-
te à diminuer le couple sur
l’arbre.
La puissance utile serait
supérieur à la puissance
absorbée ?

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Moteur synchrone Page 4 sur 8 TS2ET 2006-2007
L’indication de vitesse est
celle du MOD’MECA,
elle est légèrement
erronée.
Courbes de Mordey
La courbe du haut (croix)
correspond à la puissance la
plus importante.
On observe un minimum
d’intensité efficace statorique, il
correspond à un comportement
résistif (I
er
pour l’intensité
d’excitation).
Lorsque l’intensité d’excitation
est inférieure à I
er
, la machine
consomme du réactif (effet
démagnétisant). Si l’intensité
d’excitation est supérieure à I
er
alors la machine fournit du
réactif.
Pour les valeurs « faibles »
du couple, il est possible
de régler l’intensité
d’excitation à moins de
0,7A sans que la machine
cale.
L’arbre semble tourner en
sens inverse car en fait, sa
vitesse est imposée par la
fréquence du réseau.
Il manque les trois diagrammes vectoriels tracés à partir du modèle du stator

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Moteur synchrone Page 5 sur 8 TS2ET 2006-2007
Fonctionnement sur variateur de vitesse
La machine utilisée est celle de la table n°5. Elle est pilotée par le variateur UMV4301 convenablement
réglé.
Caractéristiques de la machine
utilisée
L’alimentation triphasée est
fixe : 400 V entre phases et
fréquence égale à 50 Hz.
La position de l’arbre de la
machine est mesurée par un
codeur dont les sorties sont
reliées au variateur.
Mode opératoire :
Version n°1
Version n°2 :
...
Courbes C = f(n)