Machine Synch Triphasé
Machine Synch Triphasé
Machine Synch Triphasé
triphasée
Terminale STI Génie Electrotechnique
© Fabrice Sincère ; version 1.0.5
1
Sommaire
1- Constitution
1-1-Rotor
1-2-Stator
2- Types de fonctionnement
2-1-Fonctionnement en moteur
2-2-Fonctionnement en génératrice: alternateur
3- Relation entre vitesse de rotation et fréquence des tensions
4- Etude de l'alternateur
4-1-Fonctionnement à vide
4-2-Fonctionnement en charge
4-3-Détermination expérimentale des éléments du modèle
équivalent
5- Bilan de puissance de l'alternateur
2
1- Constitution
1-1- Rotor
3
Deux grandes catégories de machines synchrones :
- Machines à pôles saillants (roue polaire)
Fig. 1a Fig. 1b S
N S N N
N S
3 Fig. 2
N 1
5
2- Types de fonctionnement
i1(t)
ie
source de i2(t)
tensions MS inducteur
triphasées i3(t)
Fig. 3
induit
Fig. 4
Un système mécanique entraîne le rotor.
Il y a création d'un système de tensions triphasées dans les
enroulements du stator. 7
3- Relation entre vitesse de rotation et fréquence des
tensions et courants
f = pn
avec :
f : fréquence (en Hz)
n : vitesse de rotation (en tr/s)
p : nombre de paires de pôles
8
Pour avoir f = 50 Hz :
Tableau 1
9
• Remarques
10
4- Etude de l'alternateur
i1(t)=0
ie
v1(t) i2(t)=0
GS
v2(t) i (t)=0
3 Fig. 5
inducteur
v3(t)
neutre (0 V)
vi(t) = ei(t) 11
• Valeur efficace des fem induites
E =KNf
12
4-2- Fonctionnement en charge
Ei Vi
Fig. 6
13
jXS RS Ii
Ei Vi
Fig. 6
• Remarques
XS est proportionnelle à la vitesse de rotation.
En pratique, on peut négliger RS devant XS.
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• Représentation vectorielle : diagramme synchrone
Fig. 7 E
XS I ' +
V
RS I
I
V E (RS I XS I ' )
n=
Fig. 5
1500 tr/min
ie (A)
0 1
16
ICC
ie
• Essai en court-circuit
GS
ICC (A)
inducteur
3 Fig. 10
Fig. 9 : alternateur 3~
n= essai en court-circuit
1500 tr/min
E PN
ie (A) XS
0 1 I CC
pertes
pertes pertes
Fig. 11 Joule à
collectives Joule à l'induit
l'inducteur
Puissance Puissance
absorbée mécanique Puissance
reçue utile
• Puissance absorbée =
puissance mécanique reçue
+ puissance électrique consommée par l'inducteur
• Rendement
Pu 3 UI cos
Pa 3 UI cos pertes
A.N. turboalternateur :
PN = 1300 MW
N = 95 %
5 % de pertes
65 MW transformés en
chaleur ! 19