Les machines synchrones sont des machines électriques dont la vitesse de rotation de l’arbre de sortie est égale à la vitesse de rotation du champ tournant. Suivant leur mode de fonctionnement, elles permettent soit de générer un courant électrique (mode "génératrice"), soit de produire un mouvement de rotation du rotor (mode "moteur"). Cet article se concentre sur le mode autopiloté d'une machine synchrone. Ce procédé permet de contrôler le champ d'induit de façon optimisée, afin d'améliorer très sensiblement les performances. Sont détaillés ici les principes de fonctionnement des machines synchrones autopilotées « idéales » (à forces électromotrices et courants sinusoïdaux), qui offrent les meilleures performances globales, ainsi que ceux d'autres solutions que nous qualifions de spéciales.
Les machines synchrones à double excitation (MSDE) tentent de pallier les inconvénients liés à l’utilisation des aimants permanents, notamment les problèmes relatifs aux flux d’excitation constant. Ces machines ont pour but de combiner ainsi les avantages des machines à aimants permanents, notamment leur très bon rendement énergétique, à ceux des machines à excitation contrôlable possédant la facilité de fonctionnement à vitesse variable. Le flux d'excitation dans ces machines est la somme d'un flux créé par des aimants permanents et un flux d'excitation créé par des bobines. Le contrôle de ce flux permet un fonctionnement plus souple à vitesse élevée, un meilleur dimensionnement de l'ensemble convertisseur-machine et une amélioration du rendement énergétique.
Cet article porte sur les vibrations et le bruit acoustique d'origine magnétique, dû aux forces de Maxwell, dans les machines électriques tournantes synchrones (aimants permanents ou rotor bobiné - machines à réluctance variable exclues). Le phénomène de bruit magnétique y est analysé, et les différentes sources harmoniques d'efforts magnétiques sont caractérisées analytiquement en termes d'ordre spatial et de fréquence. Des outils analytiques et numériques de prédiction du niveau de bruit rayonné sont présentés, ainsi que différentes règles de conception silencieuse. Enfin, des données d'essais vibro-acoustiques sont interprétées.
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