Méthode MMF de régulation de tension

La méthode MMF, également connue sous le nom de méthode des tours-ampères, fonctionne selon un principe distinct de la méthode de l'impédance synchrone. Alors que la méthode de l'impédance synchrone repose sur le remplacement de l'effet de la réaction d'armature par une réactance imaginaire, la méthode MMF se concentre sur la force électromotrice. Plus précisément, dans la méthode MMF, l'effet de la réactance de fuite de l'armature est remplacé par une force électromotrice d'armature réactionnelle équivalente supplémentaire. Cela permet de combiner cette FEM équivalente avec la FEM réelle de réaction d'armature, facilitant ainsi une approche différente pour analyser le comportement de la machine électrique.

Pour calculer la régulation de tension en utilisant la méthode MMF, les informations suivantes sont essentielles :

• La résistance du bobinage statorique par phase.

• Les caractéristiques à circuit ouvert mesurées à la vitesse synchrone.

• Les caractéristiques à court-circuit.

Étapes pour tracer le diagramme vectoriel de la méthode MMF

Le diagramme vectoriel correspondant à un facteur de puissance déphasé est présenté comme suit :

Sélection du vecteur de référence :

La tension aux bornes de l'armature par phase, notée V, est choisie comme vecteur de référence et est représentée le long de la ligne OA. Cela sert de base pour construire le diagramme vectoriel, fournissant un point de référence fixe pour les autres vecteurs.

Tracer le vecteur de courant d'armature :

Pour l'angle de déphasage ϕ pour lequel la régulation de tension doit être calculée, le vecteur de courant d'armature Ia est tracé de manière à être en retard par rapport au vecteur de tension. Ceci reflète avec précision la relation de phase entre le courant et la tension dans un système électrique à facteur de puissance déphasé.

Ajout du vecteur de chute de tension due à la résistance de l'armature :

Le vecteur de chute de tension due à la résistance de l'armature Ia Ra est ensuite tracé. Comme la chute de tension à travers une résistance est en phase avec le courant qui y circule, Ia Ra est tracé en phase avec Ia le long de la ligne AC. Après avoir connecté les points O et C, la ligne OC représente la force électromotrice E'. Cette E' est une quantité intermédiaire dans la construction du diagramme vectoriel, qui aide à l'analyse ultérieure des caractéristiques de la machine électrique en utilisant la méthode MMF.

Sur la base des caractéristiques à circuit ouvert présentées ci-dessus, le courant de champ If' correspondant à la tension E' est calculé.

Ensuite, le courant de champ If' est tracé de manière à devancer la tension E' de 90 degrés. On suppose qu'en condition de court-circuit, toute l'excitation est contrebalancée par la force électromotrice (FEM) de la réaction d'armature. Cette hypothèse est fondamentale dans l'analyse, car elle aide à comprendre l'interaction entre le champ et l'armature dans des conditions électriques extrêmes.

En référence aux caractéristiques à court-circuit (SSC) présentées ci-dessus, le courant de champ If2 nécessaire pour alimenter le courant nominal en conditions de court-circuit est déterminé. Ce courant de champ particulier est celui qui est nécessaire pour compenser la chute de réactance synchrone Ia Xa.

Par la suite, le courant de champ If2 est tracé dans une direction exactement opposée à la phase du courant d'armature Ia. Cette représentation graphique est cruciale car elle illustre visuellement les effets magnétiques opposés entre le champ et l'armature lors d'un événement de court-circuit.

Calcul du courant de champ résultant

Tout d'abord, calculez la somme vectorielle des courants de champ If' et If2. Cette valeur combinée donne lieu au courant de champ résultant If. Ce If est le courant de champ qui serait responsable de la génération de la tension E0 lorsque l'alternateur fonctionne en charge nulle.

Détermination de la FEM à circuit ouvert

La force électromotrice à circuit ouvert E0, qui correspond au courant de champ If, peut être obtenue à partir des caractéristiques à circuit ouvert de l'alternateur. Ces caractéristiques fournissent une relation entre le courant de champ et l'emf généré lorsque l'alternateur n'a pas de charge connectée.

Calcul de la régulation de l'alternateur

La régulation de tension de l'alternateur peut ensuite être déterminée en utilisant la relation présentée ci-dessous. Cette valeur de régulation est un paramètre crucial car elle indique comment l'alternateur maintient sa tension de sortie sous différentes conditions de charge.

C'est tout ce qu'il y a à savoir sur la méthode MMF de régulation de tension.