38. Machines Synchrones triphasées
On dit synchrone car son rotor tourne en synchronisme avec le champ magnétique tournant, qui est à la base de son principe de fonctionnement.
Vitesse de synchronisme
Calcul de la vitesse de synchronisme (n)
\[ n = \frac{f}{p} \]
- n: fréquence de synchronisme (vitesse du champ tournant) en tours/seconde (tr/s = s⁻¹)
- f: fréquence du courant d’alimentation en Hertz (Hz)
- p: nombre de paires de pôles
Fonctionnement en génératrice synchrone : Alternateur
Force électromotrice (f.e.m.)
Calcul de la force électromotrice (E)
\[ E = K \cdot N \cdot p \cdot n \cdot \Phi \]
- E: valeur efficace de la f.e.m.
- K: coefficient de Kapp (1,9 < K < 2,6 ; K ≈ 2,22)
- N: nombre de conducteurs actifs
- \(\Phi\): flux maximum sous un pôle
Schéma équivalent (par phase)
Un alternateur peut être modélisé par une source de tension E (la f.e.m.) en série avec une résistance R (résistance de l'enroulement) et une réactance synchrone \(X = L\omega\) (réactance de fuite).
Schéma : Source de tension E en série avec une résistance R et une inductance Lω. La tension aux bornes est U.
Équation vectorielle :
Équation vectorielle de l'alternateur
\[ \vec{E} = \vec{U} + R\vec{I} + jL\omega\vec{I} \]
Diagrammes de Ben-Eschenburg (Diagramme vectoriel)
♣ Avec charge purement résistive
Le courant I est en phase avec la tension U.
♣ Avec charge inductive
Le courant I est en retard sur la tension U.
♣ Avec charge capacitive
Le courant I est en avance sur la tension U.
