Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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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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Dimensionnement des systèmes d’excitation à redresseurs
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4. Modalités de réglage et performances des systèmes d’excitation
4.1 Réglage statique
Dans les paragraphes 2 et 3, les sources possibles d’excitation et leur fonctionnement ont été décrits. Ces sources peuvent être classées en trois catégories :
-
les systèmes compound alternatifs qui reproduisent approximativement le diagramme de la machine synchrone et fournissent donc naturellement une tension ou un courant correspondant aux besoins d’excitation ;
-
les systèmes où la tension d’excitation est entièrement réglée par la partie dérivation (dérivation pure, compound continu parallèle, source indépendante) ;
-
le système compound continu série dont la partie courant réagit soit dans le sens des besoins d’excitation (régimes de fourniture de puissance réactive), soit en sens inverse (régimes d’absorption de puissance réactive). La partie dérivation doit donc tantôt apporter seulement le complément d’excitation, tantôt suivre les variations d’excitation et contrer l’effet négatif de la partie courant. Il suffit que le régulateur de tension comporte une fonction intégrale donnant un gain infini à fréquence nulle pour résoudre aisément ce problème en réglage statique.
4.2 Réglage dynamique
Si, dans la partie statique, la présence d’une excitatrice...
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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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