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MOTEUR SYNCHRONE TRIPHASE 1. Constitution Idem avec l’alternateur Un alternateu

MOTEUR SYNCHRONE TRIPHASE 1. Constitution Idem avec l’alternateur Un alternateur est une machine réversible c.à.d. il peut fonctionner comme génératrice à courant alternatif lorsqu’il est entrainé et fonctionne comme moteur synchrone lorsqu’il est alimenté par la tension du réseau. Il est composé du point de vue électrique :  D’un stator (partie fixe comprenant un circuit magnétique fixe en forme d’anneau dans lequel sont logés trois enroulements  D’un rotor (partir mobile) constitué d’un nombre de pair de pôles qui rappellent une bobine inductrice. 2. Fonctionnement Les enroulements du stator, alimentés par le réseau triphasé créent un champ magnétique tournant qui tourne à la vitesse de synchronisme. Ns=60 f p La bobine inductrice (rotor), alimentée en courant continu, crée un champ magnétique fixe au niveau des pôles qui s’accroche au champ tournant du stator si le rotor est lancé à une vitesse proche du synchronisme d’où le nom moteur synchrone. Remarque : l’inversion du sens de rotation du moteur synchrone triphasé se réalise en inversant le champ magnétique tournant c’est-à-dire en croisant deux phases au niveau des enroulements du stator. 3. Caractéristiques électriques essentielles  Tension d’alimentation  Courant nominal  Fréquence  Puissance électrique Remarque : il est possible de maintenir le facteur de puissance du moteur synchrone en réglant le courant d’excitation (courant traversant le rotor) 4. Caractéristiques mécaniques essentielles  Puissance mécanique : il s’agit de la puissance disponible sur l’arbre.  Couple moteur : le couple au démarrage est nul ; il faut « lancer » le rotor pour obtenir un couple moteur.  Vitesse de rotation ; elle est égale à la vitesse de synchronisme, sans possibilité de réglage (3000, 1500, 1000,750,600,500 tr/min). 5. Utilisation Ce moteur est utilisé sur des appareils tels que :  Pompes  Compresseurs Ir.Djolinha Kinamvuidi Kibefu Electricien 0815863604 Ir.Djolinha KINAMVUIDI KIBEFU BRANCHE : PROJET & BUREAU TECHNIQUE Sujet : MOTEUR SYNCHRONE TRIPHASE Classe : 4ème H.ELECTRICITE N°FICHE : ECOLE :……………………………………………  Ventilation 6. Au démarrage A cause de l’inertie du champ tournant, le rotor reste immobile car les pôles fictifs un stator sont en face des pôles fictifs du rotor d’où le moteur synchrone à un couple nul au démarrage. 7. Surcharge Un moteur synchrone est prévu de tourner à une seule vitesse de synchronisme. En cas de surcharge le moteur de croche et s’arrête. Un moteur synchrone à un couple max à ne pas dépasser, alors pour pouvoir au démarrage il faut provoquer un démarrage entre l’axe rotorique par rapport à l’axe de pôles statorique. 8. Comportement Le moteur synchrone à trois comportements dans son fonctionnement : a. S’il est sous excité : Le courant est déphasé en arrière de la tension. Le moteur se comporte comme une inductance « comportement inductif » b. Si on augmente son excitation Le courant est en phase avec la tension, il se comporte comme une résistance d’où un « comportement résistif » c. Si on augmente plus l’excitation dépassant In, on dit qu’il est surexcité Le courant est déphasé en avant par rapport à la tension, il se comporte comme capacité, d’où « comportement capacité » et devient compensateur synchrone c.à.d. pour améliorer le facteur de puissance d’une installation ( Cosϕ ). 9. Mode de démarrage 9.1. Démarrage par moteur de lancement ou auxiliaire  On utilise le principe du couplage d’un alternateur sur un le réseau. Le moteur synchrone triphasé est dans un premier entraine par un moteur auxiliaire ou lancement. Lorsque la vitesse de l’ensemble est proche de la vitesse de synchronisme, on excité la bobine placée sur le rotor par une tension continue. Le moteur synchrone devient alternateur. On couple avec toutes les précautions utiles les enroulements du stator sur le réseau triphasé ; la machine synchrone triphasée peut alors fonctionner en moteur et on désaccouple le moteur d’entrainement.  Le moteur de lancement doit avoir deux pôles de moins que le moteur synchrone avec une vitesse réglable On utilise un moteur de lancement à vitesse réglable :  Soit un moteur à courant continu  Soit un moteur asynchrone triphasé à rotor bobiné  Soit un moteur schrague N.B. : avant de brancher un moteur synchrone au réseau il faut respecter les précautions suivantes :  Même tension  Même fréquence  Concordance de phase. Ir.Djolinha Kinamvuidi Kibefu Electricien 0815863604 EXEMPLE D’UN SCHEMA DE PUISSANCE D’UN MOTEUR SYNCHRONE TRIPHASE On dispose :  Moteur asynchrone triphasé à rotor bobine à 3 temps pour lancement  Moteur synchrone triphasé  Les appareils de mesures  Lampes de signalisations  Source à courant continue pour l’excitation Ir.Djolinha Kinamvuidi Kibefu Electricien 0815863604 2ème VARIANTE : Utilisation des redresseurs secs pour le courant continu d'excitation Ir.Djolinha Kinamvuidi Kibefu Electricien 0815863604 9.2. Démarrage en asynchrone ou par moteur asynchrone Le moteur démarre en asynchrone sous une tension réduite soit par l'intermédiaire d'un système étoile triangle, soit par l'autotransformateur… A l'approche du synchronisme, on alimente l'inducteur en courant continu, les pôles du rotor étant excites, il se produit une attraction entre ces pôles et ce du champ tournant du rotor.  Court-circuites le rotor sur un conducteur résistant pour augmenter le couple ;  Démarrer le moteur, appliquer le mode de démarrage ;  Dès que le démarrage est terminé, injecter le courant continu au rotor pour que ce dernier s'accroche au synchronisme. Ir.Djolinha Kinamvuidi Kibefu Electricien 0815863604 10. EXEMPLE On dispose:  M1 : moteur asynchrone pour le lancement, 2kW,380V, 3000 tr/min M2 : moteur synchrone, 50 kW,380 V, 1500 tr/min  Un détecteur B1 de vitesse qui autorise l’excitation à 1450 tr/min  La synchronisation sera contrôlée par des lampes montées en feu battant. Une boîte à trois boutons poussoir : S0-S1-S2  S0 : arrêt,  S1 : démarrage du moteur asynchrone,  S2 : synchronisation  Un pont redresseur de courant  Un rhéostat d’excitation SCHEMA DE PUISSANCE Ir.Djolinha Kinamvuidi Kibefu Electricien 0815863604 SCHEMA DE COMMANDE EXERCICE A RESOUDRE Un moteur synchrone doit être démarré par lancement. Le moteur de lancement est un moteur shunt démarrant en trois temps à l’aide d’une batterie d’accumulateurs. Celle-ci fournit de même le courant d’excitation du moteur synchrone en phase de démarrage. Après la synchronisation du moteur synchrone, le moteur shunt ayant servi de moteur auxiliaire est utilisé comme excitatrice du moteur synchrone. Travail demandé Dessiner : - Un schéma de puissance - Un schéma de commande Ir.Djolinha Kinamvuidi Kibefu Electricien 0815863604 EXETAT 1999 SUJET : « FONCTIONNEMENT D’UN MOTEUR SYNCHONE TRIPHASE » Trois étapes de ce fonctionnement sont possibles : 1. Lancement du moteur 2. Fonctionnement normal 3. Compensation. 1. Lan ce m e nt Se fait par moteur de lancement : moteur shunt DC alimenté par une batterie d’accumulateurs puissants. Le démarrage de ce moteur est rhéostatique télécommandé en 3 temps (élimination automatique 10 secondes après le démarrage). A cette étape, le courant inducteur du moteur synchrone est fourni par la même batterie alimentant le moteur DC. La position du curseur électrique du rhéostat de champ du moteur. Au lancement, ce curseur occupe une position telle que la tension produite par le moteur (alternateur à vide) soit de valeur imposée par le réseau sur lequel il va être branché . N.B. : - Tout appareillage servant à la vérification de toutes les conditions de couplage doit être utilisé (voir mise en parallèle de deux alternateur). - Le rhéostat de champ du moteur de lancement est à réglage manuel 2. F o n c t io nn e m e nt n o rma l Dès que le moteur synchrone est branché au réseau et son rotor accroché, 10 secondes suffisent pour s’assurer du maintient de cette rotation et la coupure automatique de l’alimentation du moteur DC intervient. Ce dernier, entraîne par le moteur synchrone, fonctionne automatiquement en génératrice DC qui 2 minutes après (le temps nécessaire à l’opérateur d’ajouter la tension de la génératrice aux conditions d’alimentation des futures charge) prend la relève d’alimentation des inducteurs du moteur au régime de son lancement et al coupure d’alimentation par batterie intervient. Si la génératrice DC est mise dans les conditions telles qu’elle fournisse sa puissance nominale à sa charge usuelle (c.à.d. groupe motopompe du domaine) le curseur électrique occupera une position telle que le moteur se comporte comme une charge ohmique (vis- à-vis de son réseau d’alimentation). Le branchement de la génératrice sur sa charge est volontaire mais télécommande. 3. C o mp e n s at io n . Si, une heure après le branchement télécommandé du moteur synchrone au réseau, la génératrice n’est pas chargée, le curseur électrique occupera une position telle que le courant d’excitation dans les inducteurs donne au moteur un comportement capacitif. Dans cette phase, il doit alors être impossible de charger la génératrice (donc le compensateur) sans revenir à l’étape initiale. N.B. : Dans cette 3ème étape, alimentation, par la génératrice, de ses propres inducteurs, des inducteurs du moteur et éventuellement de la charge de la batterie, est jugée négligeable. Le moteur synchrone et ainsi considéré comme tournant à vide. Ir.Djolinha Kinamvuidi Kibefu Electricien 0815863604 TR uploads/Ingenierie_Lourd/ moteur-synchrone-triphase.pdf