Chapitre
: Fonctionnement
en moteur ou en générateur des convertisseurs triphasés
à champ tournant Laboratoire :
Etude de la machine synchrone -
marche en alternateur isolé
La figure 1 schématise le fonctionnement
de la machine en alternateur isolé.
figure 1
Le moteur d'entraînement est muni d'un régulateur qui sert à maintenir
la vitesse de rotation constante et égale à la vitesse nominale
en ajustant le couple délivré par le moteur. Ce régulateur reçoit
comme signaux d'entrée, la vitesse de référence , la vitesse
réelle du groupe et le cas échéant un terme d'action prédictive
égal au couple
électromagnétique correspondant à la puissance active mesurée aux
bornes de la machine synchrone.
Le circuit d'alimentation de l'inducteur est muni d'un régulateur
qui sert à maintenir la valeur efficace de la tension aux bornes
des enroulements de l'induit constante et égale à sa valeur nominale.
Il fixe la valeur du courant qui doit circuler
dans l'inducteur.
2.
Point de fonctionnement nominal
Au point de fonctionnement nominal la machine synchrone débite
son courant nominal sous son nominal (inductif).
Calculez
l'impédance de charge
le courant inducteur
le couple électromagnétique
développé par la machine
pour les conditions de fonctionnement correspondant
au point nominal.
Evolution du courant inducteur en fonction
de la charge
Pour étudier comment le régulateur de tension fait évoluer le courant
inducteur en fonction de la charge pour maintenir constante la tension
aux bornes de la machine on doit tenir compte de deux paramètres
(figure 2) :
le premier correspond au déphasage que la
charge impose entre la tension à ses bornes et le courant qu'elle
absorbe. L'angle (déphasage
de par rapport
à )
est positif si le courant est en retard sur la tension (charge
inductive), négatif si le courant est en avance sur la tension
(charge capacitive);
le deuxième correspond à la valeur efficace du courant que
la charge absorbe (de zéro à ).
figure 2
Dans l'animation ci-dessous vous pouvez visualiser comment doit
évoluer le courant inducteur en fonction
de ces deux paramètres en agissant sur leurs valeurs.
Calculez, en négligeant la résistance , l'équation
liant au courant
débité si le
régulateur de tension maintient constante la valeur efficace de
la tension constante
et égale à la tension nominale de phase . Tracez
les courbes pour différentes
valeurs de .