Présentation
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RÉSUMÉ
Cet article traite des caractéristiques générales des principales machines électriques tournantes. Ce dispositif électromagnétique transforme de l’énergie mécanique en énergie électrique, ou inversement, selon qu’il est générateur ou moteur. Ses atouts sont nombreux ; simple d’installation et de liaison, il présente une souplesse de fonctionnement et un excellent rendement, pour un entretien réduit. Son dimensionnement électrique et mécanique impose la détermination des forces développées à l’intérieur de la machine. Les influences qu’elle subit de l’environnement ainsi que celles qu’elle y exerce doivent être prises en compte lors de sa conception.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Patrick BRUTSAERT : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Arts et Métiers (ENSAM) - Ingénieur au Service Études Machines Tournantes - Société Jeumont S.A.
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Daniel LALOY : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité (Supelec) - Responsable du laboratoire - Société Jeumont S.A.
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Philippe ROBERT : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Ingénieurs Électriciens de Grenoble (ENSIEG) - Ingénieur au Service Études Machines Tournantes - Société Jeumont S.A.
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Damien VERBEKE : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Électrochimie et d’Électrométallurgie de Grenoble (ENSEEG) - Ingénieur au Service Études Machines Tournantes - Société Jeumont S.A.
INTRODUCTION
Dans ce dossier, nous présentons les caractéristiques générales des principales machines électriques industrielles. Les alternateurs hydrauliques à axe vertical, les turboalternateurs fonctionnant dans l’hydrogène ne sont pas traités ici (cf. « Alternateurs hydrauliques et compensateurs » [D 3 540], Turboalternateurs [D 3 530], dans ce traité).
Ce dossier fait partie d’une série sur la « Construction des machines tournantes » :
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[D 3 570] « Caractéristiques » ;
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Construction des machines tournantes. Éléments constitutifs « Éléments constitutifs » ;
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Construction des machines tournantes- Machines à courant alternatif « Machines à courant alternatif » ;
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Construction des machines tournantes- Machines à courant continu « Machines à courant continu » ;
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Construction des machines tournantes- Machines à aimants à fort couple « Machines à aimants de fort couple » ;
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Conversion de l'énergie électrique
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Ventilation et refroidissement
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2. Forces développées dans une machine électrique
Le dimensionnement électrique et mécanique d’une machine électrique nécessite, au préalable, la détermination des forces auxquelles seront soumises ses différentes parties. Nous examinerons d’abord les forces créées à l’intérieur de la machine, puis les forces de liaison avec le milieu extérieur.
2.1 Forces internes
2.1.1 Forces électromagnétiques
Le processus de transformation de l’énergie dans la machine électrique crée un système de forces tangentielles qui s’exercent sur le rotor et le stator de façon à les soumettre à des couples égaux et opposés.
Ce type de forces est lié directement à la transformation de l’énergie et l’on peut considérer comme des forces parasites les autres forces électromagnétiques citées dans les paragraphes 2.1.1.1, 2.1.1.2, 2.1.2, 2.1.3, 2.1.4 et 2.1.5.
HAUT DE PAGE2.1.1.1 Machines cylindriques ou à champ radial
Dans ce type de machines, le rotor cylindrique crée un champ magnétique radial. Il est placé...
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