Tp Machine Synchrone

Ecole national supérieur des arts et métiers

TP d’électrotechnique Machine synchrone

Réaliser par : Oussama Chriss Encadré par : M. Salhi M. Saadi

Année universitaire : 2011/2012

I-But de la manipulation : Le but de la manipulation est de déterminer la caractéristique à vide et en courtcircuit du la machine synchrone (l’alternateur) afin de déterminer le circuit électrique équivalent de l’alternateur

II-Préparation : -Fréquence de l’alternateur f est réglée on ajustant la fréquence de rotation du rotor et on a f=pn avec : p: nombre de paires de pôles n : vitesse de rotation du rotor en tour/seconde -On règle la tension au borne de l’alternateur en ajustant le courant d’exitation et le fréquence de rotation du rotor. -L’alternateur peut être excité par un aimant permanent ou par un électroaimant alimenté par un courant continu.

III-Manipulation : On dispose d’un alternateur triphasé de plaque signalétique

On réalise la connexion ci-dessous pour coupler les enroulements du stator en étoile

(U1-U2), (V1-V2), (W1-W2) représentent les bornes des 3 enroulements statoriques

III-1-essai à vide

:

Caractéristiques a vide pour n= 1 500 tours/min On réalise le circuit suivant les bobine du stator étant couplé en étoile et on entraine l’alternateur a une vitesse n=1500 tours/min via un moteur a courant continu

On prélève la f.é.m. E par phase pour différents valeurs du courant continu on obtient les résultats suivant Iext

E 0 20 24,75 30 40 56 60 70 80 100 120 150

0 46 51,66 53 82,5 77,5 115 138 154 185 215 257

Tracé de la caractéristique à vide avec le logiciel Excel :

300 y = 1,7993x Tension efficace v

250 200 150

E Linéaire (E)

100 50 0 0

50

100

150

200

courant d'exitation mA

Figure 1 : caractéristique à vide E(Ie)

Caractéristiques à vide pour n= 860 tours/min : On réalise la même manipulation cette fois l’alternateur entrainé avec une vitesse n=860 on obtient les résultats résumé dans le tableau suivant : Ie

E 0 10 20 30 40 50 60 70 120 150

0 15 25 35 45 57 69 75 117 140

Tracé de la caractéristique à vide avec le logiciel Excel :

E 160 y = 0,9976x

140 120 100 80

E

60

Linéaire (E)

40 20 0 0

50

100

150

200

Figure 2 : caractéristique a vide pour n=860

Remarque : on remarque que l’alternateur délivre une pour le même courant d’excitation une tension proportionnelle avec la vitesse n avec lequel il est entrainé.

III-2-Essai en court-circuit Iex

Icc 0 20 30

0 195 276

On court-circuite les 3 phases du stator et on mesure l'intensité de court-circuit Icc on obtient les résultats suivant On trace la caractéristique en court circuit

Icc 300 y = 9,3692x 250 200 Icc

150

Linéaire (Icc)

100 50 0 0

10

20

Figure 3 : caractéristique en court circuit Icc(Ie)

30

40

III-3-Détermination de la résistance de la bobine

Par méthode volt-ampèremétrique en courant continu Méthode direct

La résistance du voltmètre est plus importante que celle des enroulements on branche donc le voltmètre donc en a val par rapport a l’ampèremètre On trouve R= 2.87Ω Deuxième méthode En pratique les pole des enroulements d’un moteur ne sont pas tous accessible on doit alors déduire R a partir de la tension composé entre deux enroulements On réalise un couplage triangle en connectant les bornes des enroulements comme indiquer dans l’image ci-dessous

En gardant la même disposions du voltmètre et ampèremètre on calcule la résistance d’un seul enroulement par la relation R= V et I la tension et l’intensité du courant mesurer On trouve V=2,6V pour un courent I=0.6A

R=2,89

IV-Exploitation des résultats IV-1-Modèle d'une phase de l’alternateur

-U : la tension simple et U=220 v. -E : la f.é.m. synchrone. -R : résistance d’un enroulement du stator -X : réactance synchrone d’un enroulement du stator

IV-2-Détermination des composants du circuit équivalent Pour un courant d’excitation Ie =100mA on calcule Ev la f.é.m. induite donc d’après l’équation de la courbe déduite de la caractéristique a vide de E(Ie) on a Ev=1, 7993 On a Icc=9.3692

=936,92 mA

on peut maintenant calculer l’impédance de d’une phase de l’alternateur on a

On détermine alors la valeur de la réactance de la phase par la relation X

=110,83 Ω

Remarque : On remarque que X souvent le cas.

donc R est négligeable devant X, ceci est

Conclusion : Ce TP était d’un grand apport par rapport à ma connaissance dans la mesure où il m’a permit d’anticipé des notions pas encore traité dans le cours, dans ce TP j’ai pu réaliser le schéma équivalent d’un alternateur synchrone et déterminer la réactance synchrone d’un enroulement, on a fait cette modélisation sous l’hypothèse que la machine n’est pas saturé magnétiquement et on a travailler seulement dans la zone linéaire du réponse de la machine synchrone, cette hypothèse est fausse car l’alternateur n’est pas un système linéaire. On a pas pus faire la suite du TP a cause de manque de matériels dans le laboratoire