COURS 9 T CAP E Elec Objectif terminal : Connaître et définir les grandeurs caractéristiques et le fonctionnement d un alternateur.

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1 PIFFRET JBS ALTERNATEUR COURS 9 T CAP E Elec Objectif terminal : Connaître et définir les grandeurs caractéristiques et le fonctionnement d un alternateur. Domaine : S0.3, Appareils électromagnétiques, alternateur.. 1. INTRODUCTION La machine synchrone, appelée si elle fonctionne en, fournit un courant alternatif monophasé ou triphasé. Les. sont utilisés pour produire de l'électricité, on les retrouve dans toutes les centrales EDF (hydraulique, thermique, nucléaire, éolienne etc. ) et aussi dans les groupes électrogènes. En fonctionnement.., sa fréquence de rotation est.... Les moteurs synchrones sont utilisés pour la traction comme pour le TGV atlantique et aussi comme redresseur de facteur de puissance appelé compensateur synchrone dans l'industrie. 2. CONSTITUTION GENERALE L'alternateur ou le moteur possède parties principales :

2 a. Inducteur (rotor) : Le champ magnétique est crée par un..ou.. Le rotor tourne à la fréquence (f), et crée un nombre de paires de pôles (p). L'alimentation du rotor se fait soit par l'intermédiaire de.. entre le collecteur (bagues) entraîné en rotation et les conducteurs allant à la plaque à bornes soit par un.., le courant créé au rotor est redressé par un pont de diode tournant et alimente directement l'inducteur principal. Dans ce cas, il n'y a plus de contacts glissants dans la machine. - Rotor bobiné à pôles saillants : C'est un.. dont les pôles sont alternativement et. Les enroulements sont alimentés en, ils sont placés autour des noyaux polaires. Le nombre de pôles est toujours, il varie suivant la machine. Ce type de construction n autorise pas de Production d énergie de 50 à 400 Hz dans les centrales hydrauliques, groupes électrogènes, etc... - Rotor bobiné à pôles lisses ou Turboalternateur : Le rotor est un cylindre plein dans lequel on a usiné des encoches. Il possède le plus souvent pôles. Ce mode de construction qui assure une grande robustesse mécanique est systématiquement adopté pour les alternateurs de dont.. Production d énergie dans les centrales nucléaires. - Le rotor à aimant permanent : Comme son nom l indique, le rotor est constitué.. Il n est donc pas nécessaire de posséder.pour créer un champ constant dans le rotor au contraire du rotor bobiné. 2

3 b. Induit (stator) : Le stator d une machine synchrone est identiques à celui d une.., il est constitué d un empilage de tôles magnétiques qui contiennent des encoches dans lesquelles sont insérées les bobines. 3. SYMBOLES En monophasé : En triphasé : 4. LE GENERATEUR SYNCHRONE OU ALTERNATEUR TRIPHASE a. Principe de fonctionnement A partir d une.., l alternateur crée une. Le rotor est constitué d un circuit magnétique qui fourni un. Ce rotor tourne à l intérieur d un stator composé de... Lorsque le champ magnétique fixe passe devant une bobine, il induit des courants à l intérieur de celle-ci. Pour chaque bobine, ce courant induit crée.qui est une des tensions délivrée par l alternateur. Le réglage du courant qui traverse les enroulements de la roue polaire permet de faire varier la tension de sortie de l alternateur. Le réglage de la vitesse de rotation de l arbre du générateur permet de faire varier la... que délivre l alternateur. 3

4 b. Modèle équivalent - Représentation du modèle équivalent d'une phase de l'induit: Une phase de l'induit est équivalente à une source de tension sinusoïdale, de résistance r et de réactance interne appelée. En régime sinusoïdal et considérant que la machine n'est pas saturée, l'équation de fonctionnement s'écrit : Soit :.. Soit :.. La loi des mailles s'écrit : Connaissant : ϕ.... X I V On peut déterminer le diagramme de Fresnel pour une phase. 4

5 c. Fréquence de la Force électromotrice La fréquence de la tension issue de l'alternateur dépend du nombre de paire de pôles de l'inducteur et de sa vitesse de rotation. ou d. Force électromotrice induite Un enroulement de l induit (stator) soumis au champ magnétique tournant de l entrefer est le siège d une F.E.M. e(t) de valeur efficace E. On peut aussi utiliser la version simplifiée de cette formule en regroupant toutes les constantes dans une seule donnée : Remarques : Les enroulements sont disposés dans le stator de telle façon que.... En triphasé, le stator comporte... On obtient.... 5

6 e. Bilan des puissances Partie mécanique Partie électrique Bilan des puissances : - Puissance mécanique absorbée au rotor : Pa (Watt) avec. Si la machine n'est pas auto-excitée, c'est à dire qu'il faut lui ajouter une alimentation continue pour l'inducteur, la puissance absorbée devient : 6

7 - Pertes joule statorique (induit) : Pjs (Watt) - Pertes joule rotor (inducteur) : Pjr (Watt) - Pertes constantes ou collectives : Pc (Watt) Les pertes collectives sont, elles se mesurent. Elles comprennent : - Les pertes. - Les pertes. - Puissance électrique utile au stator : Pu (Watt) Pu = U. I. 3. cos ϕ - Rendement η = Pu = Pa Pjs Pjr. Pc = Pu Pa Pa Pu + Pjs + Pjr + Pc 7