Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Des machines synchrones occupent une place croissante tant en génération d’énergie qu’en actionnement. Il existe des structures variées, avec des modes de fonctionnement diversifiés. Cette diversité a conduit à des approches d’analyse de comportement historiquement variées. Mais on peut mettre en parallèle des approches pour comprendre qu’il y a finalement peu de différences entre ces fonctionnements qui ont longtemps semblé si éloignés.
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Certain synchronous machines play an increasing part both for the generation of energy and actuation. Varied structures exist with diverse operating modes. Such diversity has led to varied behavior analysis over time. However, certain approaches can be paralleled in order to understand that these operating modes which had seemed to be so different for such a long time are in fact quite similar.
Auteur(s)
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Hamid BEN AHMED : Maître de conférences à l’ENS Cachan – Antenne de Bretagne - Chercheur au laboratoire SATIE (UMR CNRS 8029)
-
Nicolas BERNARD : Maître de conférences à l’IUT de Saint-Nazaire - Chercheur au laboratoire IREENA
-
Gilles FELD : Professeur agrégé à l’ENS Cachan
-
Bernard MULTON : Professeur des universités à l’ENS Cachan – Antenne de Bretagne - Chercheur au laboratoire SATIE (UMR CNRS 8029)
INTRODUCTION
Des machines synchrones occupent une place croissante tant en génération d’énergie qu’en actionnement. Même si leurs structures sont variées , elles constituent une famille étendue aux caractéristiques voisines et, si leurs modes de fonctionnement sont également diversifiés, leurs comportements peuvent être décrits à partir des modélisations présentées dans les dossiers et de cette série. Pour mettre en évidence cette diversité des modes de fonctionnement des machines synchrones, citons le fonctionnement à fréquence et tension fixes en situation de couplage à un réseau de grande puissance (générateur ou moteur), la génération d’énergie à vitesse fixe (régulée) ou à vitesse variable (alternateurs automobiles, éoliennes, etc.) et l’actionnement contrôlé où le régime autopiloté est souvent indispensable. Cette diversité a conduit à des approches d’analyse de comportement historiquement variées. Nous proposons ici de les mettre en parallèle et de les rapprocher dans un dossier unique afin de bien comprendre qu’il y a finalement peu de différences entre ces fonctionnements qui ont longtemps semblé si éloignés.
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Fonctionnement en vitesse variable
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3. Fonctionnement en générateur autonome
3.1 Vitesse constante régulée sur charge linéaire
Ce fonctionnement (figure 20) correspond aux schémas monophasés équivalents de Behn-Eschenburg (pôles lisses) ou de Blondel (pôles saillants) mais l’exploitation est dans ce cas toute différente, car la tension et la fréquence ne sont plus imposées de l’extérieur. On doit à tout instant ajuster la vitesse pour que la fréquence soit maintenue constante, en agissant sur la puissance mécanique de l’organe d’entraînement. C’est le cas notamment des groupes électrogènes de secours. Cette action est généralement assurée automatiquement au moyen d’un régulateur de vitesse.
Supposons la fréquence (donc la puissance mécanique) constamment ajustée, et étudions les variations de la tension en fonction de la charge, à courant d’excitation constant (caractéristique dite externe). Pour ce faire, nous supposons que les machines synchrones fonctionnent en régime linéaire et que la résistance d’induit est encore négligeable (puissances nominales suffisamment élevées >10 kW).
Dans le cas de la machine à pôles lisses non saturée, le lieu des points tension-courant V(I) traduisant la variation de la tension d’induit en fonction du courant débité est donnée par l’équation [14] issue du diagramme de Behn-Eschenburg équivalent.
( 14 )
L’équation [14] peut également s’écrire en fonction des paramètres normalisés sous la forme :
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Fonctionnement en générateur autonome
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GUILBERT (A.) - Machines synchrones - . Dunod, 1965.
-
(2) - SÉGUIER (G.), NOTELET (F.) - Électrotechnique industrielle - . Lavoisier, 2000.
-
(3) - MILLER (T.J.E.) - Brushless Permanent-Magnet and Reluctance Motors Drives - . Oxford Science Publications, 1993.
-
(4) - GIERAS (J.F.) - Permanent Magnet Motor Technology : Design and Applications - . Marcel Dekker Inc., 1997.
-
(5) - GRENIER (D.), LABRIQUE (F.), BUYSE (H.), MATAGNE (E.) - Électromécanique : convertisseurs d’énergie et actionneurs - . Dunod, 2001.
-
(6) - LACROUX (G.) - Les actionneurs électriques pour la robotique et les asservissements - . Lavoisier, Tec&Doc, 1994.
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