Chasse dans le moteur synchrone

Chasse dans le moteur synchrone

Enseignements clés :

• Définition de la chasse : La chasse dans un moteur synchrone est le phénomène où le rotor oscille autour d'une nouvelle position d'équilibre en raison de changements soudains de charge.

• Causes de la chasse : La chasse peut être causée par des changements brusques de charge, des ajustements soudains du courant d'excitation, des charges de couple harmoniques ou des défauts dans le système d'alimentation.

• Effets de la chasse : Cette instabilité peut entraîner la perte de synchronisme du moteur, induire des contraintes mécaniques, augmenter les pertes et élever les températures.

• Techniques de réduction : Pour réduire la chasse, utilisez des bobinages amortisseurs pour s'opposer au glissement du rotor et installez des volants d'inertie pour stabiliser la vitesse du rotor.

• Types de moteurs synchrones : Comprendre les différents types de moteurs synchrones aide à choisir le bon design de moteur pour minimiser les effets de la chasse.

Nous rencontrons le terme "CHASSE" dans le contexte des opérations des moteurs synchrones triphasés. Il décrit comment le rotor doit 'chasser' pour une nouvelle position d'équilibre après une application soudaine de charge. Ce phénomène est connu sous le nom de chasse dans un moteur synchrone. Examinons la condition d'équilibre d'un moteur synchrone.

Le fonctionnement en régime permanent d'un moteur synchrone est une condition d'équilibre dans laquelle le couple électromagnétique est égal et opposé au couple de charge. En régime permanent, le rotor tourne à la vitesse synchrone, maintenant ainsi une valeur constante de l'angle de couple (δ). Si il y a un changement soudain du couple de charge, l'équilibre est perturbé et il en résulte un couple qui change la vitesse du moteur.

Qu'est-ce que la chasse ?

Une machine synchrone non chargée démarre avec un angle de charge nul. À mesure que la charge sur l'arbre augmente, l'angle de charge augmente également. Si une charge P1 est soudainement appliquée à une machine non chargée, la machine ralentit momentanément.

De plus, l'angle de charge (δ) passe de zéro à δ1. Initialement, la puissance électrique développée correspond à la charge mécanique, P1. Comme l'équilibre n'est pas atteint, le rotor dépasse δ1 pour atteindre δ2, générant plus de puissance électrique qu'auparavant.

Le rotor atteint la vitesse synchrone mais ne la maintient pas, accélérant au-delà de cette vitesse. Cette accélération fait diminuer l'angle de charge, empêchant à nouveau l'atteinte de l'équilibre.

Par conséquent, le rotor oscille ou se balance autour de sa nouvelle position d'équilibre, un processus connu sous le nom de chasse ou balancement de phase. La chasse se produit dans les moteurs synchrones et les alternateurs lorsqu'il y a un changement brutal de charge.

Causes de la chasse dans le moteur synchrone 

1.  Changement soudain de charge.

2.  Changement soudain du courant d'excitation.

3.  Une charge contenant un couple harmonique.

4.  Défaut dans le système d'alimentation.

Effets de la chasse dans le moteur synchrone

1.  Elle peut entraîner la perte de synchronisme.

2.  Produit des contraintes mécaniques dans l'arbre du rotor.

3.  Augmente les pertes de la machine et provoque une élévation de la température.

4.  Cause de plus grandes surtensions dans le courant et le flux de puissance.

5.  Augmente la possibilité de résonance.

Réduction de la chasse dans le moteur synchrone

Deux techniques doivent être utilisées pour réduire la chasse. Elles sont –

•    Utilisation de bobinages amortisseurs : Il s'agit de cuivre ou d'aluminium de faible résistance électrique incorporé dans les fentes des faces des pôles dans les machines à pôles saillants. Les bobinages amortisseurs réduisent la chasse en produisant un couple opposé au glissement du rotor. L'amplitude du couple d'amortissement est proportionnelle à la vitesse de glissement.

•    Utilisation de volants d'inertie : Le moteur principal est équipé d'un grand et lourd volant d'inertie. Cela augmente l'inertie du moteur principal et aide à maintenir la vitesse du rotor constante.

•    Conception de la machine synchrone avec des coefficients de puissance de synchronisation appropriés.