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Compte rendu Moteur synchrone Page 1 sur 8 TS2ET 2006-2007
Machine synchrone Table 5 (et 2) : fonctionnement en moteur
Objectifs
Fonctionnement sur réseau fixe (fréquence et valeur efficace des
tensions statoriques)
La machine utilisée est celle de la table n°2.
● Couplage d’une machine synchrone sur un réseau fixe en moteur
asynchrone. ● Tracé des courbes de Mordey pour le tiers, les deux
tiers et la totalité de la puissance nominale. ● Mettre en évidence
l’influence de l’intensité d’excitation sur le décalage interne et
la stabilité. Fonctionnement sur variateur de vitesse
La machine utilisée est celle de la table n°5. Elle est pilotée
par le variateur UMV4301 convenablement réglé. ● Tracer les
caractéristiques n = f(C) et C = f(I) pour trois vitesses de
rotation. ● Visualiser la tension et l’intensité pour une phase de
la machine. Estimer le déphasage et observer son évolution en
fonction de la charge mécanique. ● Observer l’évolution du décalage
interne avec la charge à vitesse fixe. Le compte rendu doit
présenter
● Les schémas des montages utilisés (machines, alimentations,
appareils de mesures, …) ainsi que les modes opératoires et les
éventuelles précautions particulières. ● Tracer les diagrammes de
Fresnel pour trois points de la courbe de Mordey « nominale » (voir
les résultats de la table 3 pour les éléments du modèle
équivalent). L’un des points doit correspondre à un comportement
capacitif, un autre à un comportement inductif et le troisième à un
comportement résistif. Comparer les résultats théoriques et
expérimentaux et mettre en évidence les limites du modèle choisi.
Retrouver l’influence des courants statoriques et du type de charge
(résistive, résistive et inductive, …) sur l’état magnétique de la
machine ● Comparer les caractéristiques obtenues avec le variateur
avec celles des machines étudiées précédemment (machine à courant
continu et machine asynchrone). ● Influence de l’intensité
d’excitation sur le décalage interne et la stabilité
- Décrire précisément la méthode permettant d’observer
l’évolution du décalage interne avec le couple sur l’arbre.
- Influence de l’intensité d’excitation sur cet angle et
description du comportement de la machine à la limite de la
stabilité. Comparer les fonctionnements obtenus avec le réseau fixe
et le variateur.
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Compte rendu Moteur synchrone Page 2 sur 8 TS2ET 2006-2007
Fonctionnement sur réseau fixe (fréquence et valeur efficace des
tensions statoriques)
La machine utilisée est celle de la table n°2.
Côté rotor, l’interrupteur à trois positions, permet de
connecter l’enroulement d’excitation sur la résistance
(fonctionnement en asynchrone) ou sur l’alimentation continue
réglable (synchrone).
Voir le niveau 4 pour plus d’explications. « Excitation » est
entre guillemets car l’enroule-ment rotorique n’est pas ici
alimenté.
Remarque (hors programme) :
Avec une résistance de 100 Ω aux bornes du rotor, la vitesse
atteint presque 750 tr/min, c’est trop éloigné de 1500 tr/min pour
pouvoir synchroniser le moteur.
La position 0 n’est pas indiquée sur le schéma… ns est la
vitesse de synchronisme, ici 1500 tr/min
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Compte rendu Moteur synchrone Page 3 sur 8 TS2ET 2006-2007
En effet, pour réussir à synchroniser, la roue polaire doit être
parcou-rue par un courant.
Pour plus d’explications, voir le cours niveau 3. En fait, la
puissance observée est la puissance sur l’arbre c'est-à-dire la
puissance utile. Une autre solution consis-te à diminuer le couple
sur l’arbre. La puissance utile serait supérieur à la puissance
absorbée ?
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Compte rendu Moteur synchrone Page 4 sur 8 TS2ET 2006-2007
L’indication de vitesse est celle du MOD’MECA, elle est
légèrement erronée.
Courbes de Mordey
La courbe du haut (croix) correspond à la puissance la plus
importante. On observe un minimum d’intensité efficace statorique,
il correspond à un comportement résistif (Ier pour l’intensité
d’excitation). Lorsque l’intensité d’excitation est inférieure à
Ier, la machine consomme du réactif (effet démagnétisant). Si
l’intensité d’excitation est supérieure à Ier alors la machine
fournit du réactif.
Pour les valeurs « faibles » du couple, il est possible de
régler l’intensité d’excitation à moins de 0,7A sans que la machine
cale. L’arbre semble tourner en sens inverse car en fait, sa
vitesse est imposée par la fréquence du réseau.
Il manque les trois diagrammes vectoriels tracés à partir du
modèle du stator
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Compte rendu Moteur synchrone Page 5 sur 8 TS2ET 2006-2007
Fonctionnement sur variateur de vitesse
La machine utilisée est celle de la table n°5. Elle est pilotée
par le variateur UMV4301 convenablement réglé.
Caractéristiques de la machine utilisée
L’alimentation triphasée est fixe : 400 V entre phases et
fréquence égale à 50 Hz. La position de l’arbre de la machine est
mesurée par un codeur dont les sorties sont reliées au
variateur.
Mode opératoire : Version n°1
Version n°2 :
...
Courbes C = f(n)
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Compte rendu Moteur synchrone Page 6 sur 8 TS2ET 2006-2007
Courbes C = f(I)
Ce qui permettrait de calculer la fréquence des tensions et
intensités en sortie du variateur.
Visualisation de la tension et l’intensité pour une phase de la
machine
Mode opératoire
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Compte rendu Moteur synchrone Page 8 sur 8 TS2ET 2006-2007
Observation n°1
Observation n°2
Les deux observations sont-elles cohérentes ? Et conforme avec
le fonctionnement attendu du moteur autopiloté ? « semble bouger »
serait plus précis
Le moteur synchrone associé à l’onduleur (le variateur renferme
un redresseur à diodes et un onduleur) se comporte comme une
machine à courant continu. Le rôle du dispositif « balais –
collecteur » de la machine à courant continu est tenu par
l’onduleut.
