Machines synchrones - Fonctionnement en régime permanent

INTRODUCTION

1 - PRINCIPAUX MODES DE FONCTIONNEMENT

2 - FONCTIONNEMENT COUPLÉ À UN RÉSEAU PUISSANT

• 2.1 - Modes de couplage au réseau
  Figure 2 - Couplage au réseau Figure 3 - Cas où les deux systèmes de tension sont de même ordre Figure 4 - Cas d’une machine synchrone disposant d’un enroulement triphasé rotorique Figure 5 - Diagramme vectoriel des flux d’entrefer induit, inducteur et résultant pour les deux modes de fonctionnement générateur (δ > 0) et moteur (δ inférieur à 0)
• 2.2 - Fonctionnement générateur
  Figure 6 - Diagramme des puissances en fonctionnement générateur (cas de la machine à pôles lisses avec résistance d’une phase d’induit R négligée Figure 7 - Variation du facteur de puissance et du courant d’induit normalisé en fonction de la puissance électromagnétique en fonctionnement couplé au réseau à excitation constante (pour V/Ef = 0,8 et R = 0) et pour différents rapports de saillance
• 2.3 - Fonctionnement moteur
  Figure 8 - Diagramme des puissances en fonctionnement moteur (cas de la machine à pôles lisses avec R négligé) Figure 9 - Courbes en V (cas de la machine à pôles lisses bobinés)
• 2.4 - Fonctionnement en compensateur synchrone
• 2.5 - Stabilité et limites de fonctionnement
  Figure 10 - Diagramme vectoriel pour la machine à pôles saillants en fonctionnement en compensateur (R négligé) Figure 11 - Variation de la puissance réactive échangée en fonction du rapport Ef /V (pour R négligé et δ = 0) Figure 12 - Caractéristique statique et zone de fonctionnement stable d’une machine à pôles lisses (convention générateur) Figure 13 - Comportement de l’angle interne en deux points de fonctionnements différents et pour deux perturbations de couple sur l’arbre identiques Figure 14 - Représentation vectorielle des champs Figure 15 - Disposition des amortisseurs dans le cas de la machine à pôles saillants et lisses Figure 16 - Exemples de variation de l’angle interne suite à une perturbation de couple sur l’arbre Figure 17 - Caractéristique statique et zone de fonctionnement stable d’une machine à pôles saillants Figure 18 - Angle interne limite en fonction du rapport de saillance Figure 19 - Limites de fonctionnement pour une machine synchrone couplée au réseau (Xd supérieur à Xq, R négligé, sans saturation, convention générateur)

3 - FONCTIONNEMENT EN GÉNÉRATEUR AUTONOME

• 3.1 - Vitesse constante régulée sur charge linéaire
  Figure 20 - Fonctionnement en générateur autonome à fréquence régulée fixe Figure 21 - Caractéristique externe dans le plan V*(X*) normalisé et diagramme vectoriel pour une charge inductive pure (R négligé) Figure 22 - Diagramme vectoriel de la machine à pôles saillants (R négligé) Figure 23 - Chute de tension normalisée (V/Ef) en fonction du courant d’induit normalisé (XdI/Ef) pour un fonctionnement autonome sur une charge résistive pure à excitation et vitesse constantes
• 3.2 - Vitesse libre sur charge non linéaire (source de tension DC)
  Figure 24 - Schéma de montage Figure 25 - Exemple de formes d’ondes courant, tension Figure 26 - Diagramme de Fresnel pour le fondamental de la tension Figure 27 - Variation de la puissance de production normalisée en fonction de la vitesse de rotation normalisée

4 - FONCTIONNEMENT EN VITESSE VARIABLE

• 4.1 - Fonctionnement non autopiloté
  Figure 28 - Représentation vectorielle des champs Figure 29 - Réponse à un échelon de fréquence en mode non autopiloté (à couple résistant constant) Figure 30 - Illustration de la réponse en position pour une alimentation en mode « pas à pas » Figure 31 - Caractéristique couple-fréquence d’un moteur pas à pas
• 4.2 - Introduction au fonctionnement autopiloté
  Figure 32 - Principe général de la variation de vitesse en mode autopiloté Figure 33 - Principe de la réalisation de l’autopilotage pour une phase Figure 34 - Inversion du couple d’une machine synchrone autopilotée à pôles lisses en commande « abc » Figure 35 - Caractéristique enveloppe couple-vitesse type d’une machine synchrone autopilotée