Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Pierre WETZER : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’électricité et de mécanique de Nancy (ENSEM) - Responsable support technique - European Gas Turbines (EGT), division Régulation et contrôle
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les machines électriques synchrones qui convertissent l’énergie mécanique en énergie électrique (alternateurs) ou vice versa (moteurs synchrones) nécessitent une alimentation en courant continu de leur inducteur ou système d’excitation. En outre, l’existence de ce dispositif permet, suivant les cas, de régler la tension ou la puissance réactive de la machine synchrone. Les performances obtenues doivent être en accord avec les conditions d’exploitation de la machine, en particulier les protections de la machine synchrone elle-même et, éventuellement, celles du réseau électrique auquel elle est reliée.
Le comportement vis‐à‐vis des petites perturbations dépend principalement de la présence ou de l’absence d’une machine amplificatrice intermédiaire à flux variable, excitatrice à courant continu ou alternateur-excitateur, et de la conception du régulateur qui lui est associé.
Le comportement vis‐à‐vis des grandes perturbations dépend, lui, principalement de la source de puissance du système d’excitation. Une source réellement indépendante des perturbations subies par la machine synchrone peut être obtenue d’un alternateur à aimants permanents monté sur la ligne d’arbre, mais cela implique l’utilisation d’une machine amplificatrice intermédiaire et reste limité aux machines de plus petite puissance. Une auto-alimentation à dérivation pure est la plus facile et la plus économique à réaliser, mais ses performances dépendent directement des perturbations subies par la machine synchrone. Enfin, de nombreuses combinaisons d’auto-alimentation compound permettent d’obtenir un bon comportement de la machine synchrone en régime perturbé, au prix d’une conception plus complexe et également d’un coût plus élevé.
Le dimensionnement des systèmes d’excitation doit également prendre en compte les contraintes de tenue en tension et de tenue en courant correspondant à leurs conditions d’utilisation.
Cet article reprend de larges extraits de l’ancien texte rédigé par Philippe BARRET.
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Description des différentes sortes de sources de puissance
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1. Généralités
1.1 Définition du système d’excitation
Le courant d’excitation des machines synchrones est obtenu à partir d’un ensemble appelé système d’excitation comportant, dans la majorité des cas :
-
la source de puissance proprement dite, fournissant la puissance d’excitation ; des exemples de telles sources sont décrits au paragraphe 2 ;
-
le régulateur de tension, servomécanisme ayant, dans le cas le plus simple, pour grandeur de sortie une tension commandant la puissance délivrée par la source d’excitation et, pour grandeur d’entrée, l’écart entre la tension aux bornes de la machine synchrone principale et une tension de consigne ;
-
éventuellement, des étages amplificateurs intermédiaires, intercalés entre le régulateur et la source de puissance.
1.2 Fonctions devant être assurées par le système d’excitation
Le système d’excitation des machines synchrones est amené à jouer un rôle important dans deux catégories de circonstances :
-
d’une part, il assure le réglage de tension dans les conditions normales de fonctionnement, c’est‐à‐dire lorsque les conditions extérieures appliquées, et notamment la tension aux bornes, ne varient pas avec simultanément une grande amplitude et une grande rapidité. On considère dans ce cas le comportement du système d’excitation vis‐à‐vis des petites perturbations ;
-
d’autre part, il contribue au rétablissement de conditions normales de fonctionnement, à la suite de variations brutales et de grande amplitude, des conditions extérieures appliquées, et notamment de la tension aux bornes. On considère alors le comportement du système...
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Généralités
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BARRET (P.) - Régimes transitoires des machines tournantes électriques. - Eyrolles (1987).
-
(2) - CHATELAIN (J.) - Machines électriques. - Dunod (1983).
-
(3) - PARK (R.H.) - Two reaction theory of synchronous machines. - Harrap (1967).
-
(4) - CONCORDIA (C.) - Synchronous machines. Theory and performance. - John Wiley and Sons (1951).
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