STABILITE D’UN ALTERNATEUR A DEUX
ENROULEMENTS D’EXCITATION

Description 

Un alternateur est une machine synchrone composée de eux parties : – d’une faxe appelée stator, munissant d’un circuit magnétique et des encoches dans lesquelles logent les conducteurs ; – d’une parie tournante appelée rotor munissant d’un enroulement d’excitation et des amortisseurs. On distingue deux types de machines synchrones selon la forme du rotor : – machine à pôles lisses ou à rotor cylindrique telles que les turboalternateurs ; – machines à pôles saillants

  Principe de fonctionnement 

Le principe est initié de l’emploi de trois bobines à noyau de fer identiques dont les axes sont régulièrement décalés de 3 2π et alimentées par un système triphasé équilibré ainsi qu’une aiguille aimantée pouvant tourner librement est placée au centre. Figures 1-1 Figure représentant le principe de fonctionnement et la rotation de l’aiguillent suivant les phases et la fréquence des courants. La notion de synchronisation est alors illustrée d’après les schémas décris au dessus car l’aiguille aimantée tourne spontanément à la même fréquence que celle de l’alimentation des bobines. Seulement, dans le cas des machines synchrones, l’aiguille aimantée est remplacée par un enroulement dit enroulement d’excitation alimenté en courant continu pour avoir un champ tournant. Stabilité d’un alternateur à deux enroulements d’excitation 

 Description des deux enroulements d’excitation

 Lorsqu’une bobine est parcourue par un courant, celle ci génère un champ électromagnétique. La force électromotrice (f.e.m) générée appelée f.e.m induite résulte du champ créé par le courant d’excitation ainsi que le champ du au variation de flux. Conducteur du premier enroulement Conducteur du deuxième enroulement Figure 1-2 Schéma représentant le dispositif des deux enroulements d’excitation Les deux enroulements sont repartis dans les encoches de façon à avoir l’équilibre dynamique, assurer l’équilibrage et d’éviter la vibration mécanique. Chaque enroulement génère une f.e.m induite perpendiculaire à son axe et leur résultante donne la f.e.m induite équivalente qui constitue le phaseur. Le fait que les deux enroulements ne sont pas coaxiaux ; l’angle que fait les deux f.e.m induites est le même que celui que fait les deux axes. d : axe direct ou axe de la machine q : axe inverse ou en quadrature a1 : axe du premier enroulement a2 : axe du deuxième enroulement e1 : f.e.m induite créée par le premier enroulement e2 : f.e.m induite créée par le deuxième enroulement e : f.e.m induite résultante ou phaseur α : angle entre les deux enroulements β : angle que fait le phaseur avec l’axe « q » 

 Différents types de module d’excitation 

Tant que l’objectif est de fournir un courant continu à l’enroulement d’excitation, on distingue trois types d’excitation : 

 Système d’excitation en bout d’arbre

 Dont l’induit de l’excitatrice est accouplé directement à l’arbre de la machine synchrone. Figure 1-4 Génératrice synchrone à excitation en bout d’arbre ou à excitation shunt 

 Système d’excitation indirect

Dont la source d’excitation est indépendante de la machine Figure 1-6 Module d’excitation indépendante 

I-4-3 Système d’auto excitation Dont l’énergie nécessaire à l’excitation est prélevée directement au rotor de la machine synchrone et des redresseurs assurent le redressement des courants alternatifs. 

 Repère 

La mesure des grandeurs physiques nécessite l’utilisation des références. Toutes grandeurs physiques sont mesurées par rapport à une autre de même type appelée « grandeur de référence » généralement le zéro 0. La notion de repère est très utile afin d’évaluer l’évolution dans l’espace et dans le temps la variation de ces grandeurs physiques ainsi que de mesurer la variation de certaines grandeurs par rapport aux autres et nécessite quelque fois un changement de repère pour faciliter l’analyse. Dans le processus de changement de repère ; il doit y avoir au moins deux repères différents et que l’un doit être considéré comme fixe « appelé repère absolu » et l’autre mobile par rapport au premier « appelé repère relatif ». On distingue plusieurs types de repère, mais nous n’allons nous intéresser qu’au genre de repère qui nous semble utile, tels que les repères qui nous permettent d’illustrer la transformation à deux axes  .