Excitation du moteur synchrone
Excitation du moteur synchrone
Avant de comprendre l'excitation du moteur synchrone, il est important de se rappeler qu'un dispositif électromagnétique doit tirer un courant d'aimantation de la source CA pour produire le flux de travail nécessaire. Ce courant d'aimantation est en retard de presque 90° par rapport à la tension d'alimentation. En d'autres termes, la fonction de ce courant d'aimantation ou de VA réactif en retard tiré par le dispositif électromagnétique est de créer le flux dans le circuit magnétique du dispositif. Le moteur synchrone est un moteur électrique double alimentation qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique via un circuit magnétique. Il relève donc des dispositifs électromagnétiques. Il reçoit une alimentation électrique triphasée pour son enroulement d'armature et une alimentation continue pour l'enroulement du rotor.
L'excitation du moteur synchrone est définie comme l'alimentation continue fournie au rotor pour produire le flux magnétique nécessaire.
Une caractéristique unique des moteurs synchrones est qu'ils peuvent fonctionner à n'importe quel facteur de puissance—capacitif, inductif, ou unitaire—selon l'excitation. À une tension appliquée constante (V), le flux intercalaire requis reste constant. Ce flux est créé par l'alimentation CA de l'enroulement d'armature et l'alimentation continue de l'enroulement du rotor.
CAS 1 : Lorsque le courant de champ est suffisamment élevé pour produire le flux intercalaire, tel que demandé par la tension d'alimentation constante V, alors le courant d'aimantation ou les VA réactifs en retard nécessaires de la source CA sont nuls et le moteur fonctionne à un facteur de puissance unitaire. Le courant de champ qui provoque ce facteur de puissance unitaire est appelé excitation normale ou courant de champ normal.
CAS 2 : Si le courant de champ est insuffisant pour produire le flux intercalaire nécessaire, un courant d'aimantation supplémentaire est prélevé de la source CA. Ce courant supplémentaire crée le flux manquant. Dans ce cas, le moteur fonctionne à un facteur de puissance inductif et est dit être sous-excité.
CAS 3 : Si le courant de champ dépasse le niveau normal, le moteur est sur-excité. Ce courant de champ excédentaire génère un flux supplémentaire, qui doit être compensé par l'enroulement d'armature.
Ainsi, l'enroulement d'armature tire des VA réactifs capacitifs ou un courant démagnétisant en avance de près de 90° par rapport à la tension de la source CA. Ainsi, dans ce cas, le moteur fonctionne avec un facteur de puissance capacitif.
Ce concept global de l'excitation et du facteur de puissance du moteur synchrone peut être résumé dans le graphique suivant. C'est ce qu'on appelle la courbe V du moteur synchrone.
Conclusion : Un moteur synchrone sur-excité fonctionne avec un facteur de puissance capacitif, un moteur synchrone sous-excité fonctionne avec un facteur de puissance inductif, et un moteur synchrone normalement excité fonctionne avec un facteur de puissance unitaire.
