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Auteur(s)
-
François BERNOT : Ingénieur Supélec - Professeur des universités - Consultant industriel
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Lire l’articleINTRODUCTION
Mise à jour des articles D 495 et D 496 de Jean-François HEUILLARD (Alsthom Atlantique)
Cette série de trois articles traite de la conception des alternateurs de grande puissance. La première partie [D 3 550] présente le cahier des charges et des principes généraux de dimensionnement. La deuxième partie [D 3 351] met en application ces notions, en présentant les contraintes limites de dimensionnement d’une machine . Cette troisième partie complète les notions abordées dans les deux premières, en traitant des pertes dans la machine : fer, mécaniques, Joule, supplémentaires, et de leur évacuation. Enfin, l’optimisation de la machine est abordée, au travers des rendements et de la maximisation de la puissance extraite.
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Optimisation d’une machine synchroneArticle inclus dans l'offre
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1. Pertes et rendement
Un tableau des notations et symboles peut être consulté à la fin de l’article.
On trouve dans l’article Pertes dans les machines tournantes [D 3 450] les méthodes générales de calcul relatives aux machines synchrones et asynchrones. En se limitant dans ce paragraphe aux machines synchrones de moyenne et grande puissances unitaires (> 10 MW), on utilise, pour certains coefficients, des valeurs numériques déduites d’essais. Ces coefficients sont relatifs, en particulier, aux pertes fer et supplémentaires. Ils ne sont donc valables que pour certaines dispositions constructives du circuit magnétique et des zones d’extrémités (têtes de bobines du stator, plateaux de serrage, écrans de protection contre les champs frontaux, etc.). Le tableau 1 donne, pour plusieurs machines, les valeurs des pertes et du rendement.
1.1 Pertes mécaniques
1.1.1 Pertes par frottement aux paliers
Ces pertes,
, dépendent essentiellement du type de machine (à axe vertical ou horizontal) et des paliers utilisés.
-
Pour les alternateurs hydrauliques à axe vertical, où les pertes du pivot sont généralement prises en compte par la turbine, on ne considère que les pertes du palier guide supérieur. On peut admettre la formule approchée :
![]()
avec
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en kW,
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en MVA et
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...
en kW,
en MVA et
...
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Pertes et rendement
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BARRET (P.) - Électrotechnique générale. Tome III : Machines tournantes à courant alternatif. Tome IV : Régimes transitoires des machines tournantes - . Cours de l’École supérieure d’électricité.
-
(2) - CONCORDIA (C.) - Synchronous machines – Theory and performance - . John Wiley and Sons, Chapman and Hall Ltd (1951).
-
(3) - RICHTER (R.) - Elektrische Maschinen. 2. Band : Synchronmaschinen und Einankerumformer - . 2 Auflage, Birkhäuser Verlag (1953).
-
(4) - SCHUISKY (W.) - Berechnung elektischer Maschinen - . Springer Verlag (1960).
-
(5) - ADKINS (B.) - The general theory of electrical machines - . Chapman and Hall Ltd (1964).
-
(6) - SEQUENZ (H.) - Elektrische Maschinen - . 8, Auflage, Springer Verlag (1971).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Alliage fer-silicium
-
Bobinage des machines tournantes à courant alternatif
-
Pertes dans les machines tournantes
-
Refroidissement des machines électriques tournantes
-
Machines synchrones
-
Turboalternateurs
-
...
NORMES
-
Machines électriques tournantes - Partie 1 : Caractéristiques assignées et caractéristiques de fonctionnement. Remplace : NF C 51-111. - NF EN 60034-1 - mars 2001
-
Machines électriques tournantes - Méthodes pour la détermination des pertes et du rendement des machines électriques tournantes à partir d’essais. - NF C 51-112 - nov. 1975
-
Machines électriques tournantes - Partie 2 : Méthodes pour la détermination des pertes et du rendement des machines électriques tournantes à partir d’essais. - Pr NF EN 60034-2 - mai 1996
-
American National Standard Requirements for Combustion Gas Turbine Driven Cylindrical Rotor Synchronous Generators. - ANSI C50.14 - 1977
-
American National Standard Requirements for Cylindrical-Rotor Synchronous Generators. - ANSI C50.13 - 1977
-
Machines électriques tournantes. Partie 1 : Caractéristiques assignées et caractéristiques de fonctionnement. - CEI 60034-1 - août 1998
-
Machines électriques...
ANNEXES
Commission électrotechnique internationale (CEI)
http://www.iec.ch
Union technique de l’électricité et de la communication (UTE)
http://www.ute-fr.com
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