Extrait du cours étude des machines synchrones et leurs applications industrielles
Q1 :
Donner une classification des machines synchrones selon leurs applications industrielles.
R1 :
Les applications industrielles des machines synchrones sont :
1. Alternateurs équipant des centrales thermiques, hydrauliques, éoliennes ou des alimentations de secours ou des alimentations embarquées (dans les navires et les avions).
2. Moteurs de grandes puissances équipant des locomotives, des navires et des entraînements à vitesse variable ou non.
3. Ces machines peuvent être utilisées comme compensateur synchrone (fournir du réactif au réseau).
4. En faibles puissances, elles sont autopilotées dans des entrainements à vitesses variables.
Q2 :
Donner une classification des machines synchrones selon leurs types de rotor.
R2 :
Principalement on rencontre des rotors :
– En grandes :
1. A pôles lisses utilisés surtout dans les turbo alternateurs avec un nombre de pôles réduit (p = 1 ou 2).
2. A pôles saillants dans les alternateurs relativement lents (p ≥ 2) et équipant les centrales hydrauliques, les éoliennes….
– En petites puissances, ils peuvent être à pôles lisses ou saillants.
Dans les différents cas, la roue polaire (rotor) est constituée d’électro-aimants (turboalternateurs) ou des aimants permanents (éoliennes, moteurs de faibles puissances). (Machines synchrones et leurs applications industrielles)
Q3 :
Expliquer l’origine des différents champs tournants dans un alternateur triphasé en charge et donner le décalage entre leur axe.
R3 :
Les trois champs tournants rencontrés dans la machine synchrone sont :
1. Champ créé par la roue polaire
2. Champ provenant de la réaction magnétique de l’induit (champ créé par les courants triphasés statoriques selon le théorème de Ferraris),
3. Le champ résultant composé des deux champs précédents.
Le décalage angulaire peut être déduit à partir d’un diagramme vectoriel (par phase) (Fig.1)
où :
1. Le flux statorique Φs d’axe OXf est en phase avec le courant statorique I1 ;
2. le flux résultant Φ r d’axe OXr est en quadrature avance sur la fém résultante E1 qui est peu différente de la tension V aux bornes de l’enroulement;
3. Le flux de la roue polaire Φo d’axe OX est en quadrature avance sur la fém à vide Eo.
4. En utilisant le modèle de la réactance synchrone, le flux résultant Φr est déduit par une somme vectorielle de Φs et Φo
Q4 :
Rappeler les hypothèses relatives aux différents modèles représentant la machine synchrone : modèle de Blondel appelé aussi de la double réactance, modèle de Potier,modèle de Bhen Eschunburg appelé aussi de la réactance synchrone.
R4:
a) Le modèle de Blondel est utilisé pour une machine synchrone à pôles saillants avec prise en compte de la saturation
b) Le modèle de Potier est utilisé pour étudier une machine synchrone à pôles lisses avec prise en compte de la saturation
c) Le modèle de Bhen Echunburg est utilisé pour étudier une machine synchrone à pôles lisses non saturée
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