Quelles sont les raisons pour lesquelles les générateurs synchrones ont plus de pertes que les moteurs à induction

Raisons pour lesquelles les pertes des alternateurs synchrones sont plus importantes que celles des moteurs à induction

Les alternateurs synchrones et les moteurs à induction subissent diverses pertes au cours de leur fonctionnement, mais les pertes dans les alternateurs synchrones sont généralement plus importantes. Cela est principalement dû aux différences dans leur structure et leurs principes de fonctionnement. Voici quelques-unes des principales raisons :

1. Pertes d'excitation

• Alternateur synchrone : Les alternateurs synchrones nécessitent un système d'excitation externe pour produire le champ magnétique, ce qui entraîne des pertes supplémentaires. Le système d'excitation comprend généralement un exciteur, un redresseur et des enroulements d'excitation, tous consommateurs d'énergie électrique.

• Moteur à induction : Les moteurs à induction génèrent leur champ magnétique par le courant alternatif dans les enroulements du stator, éliminant ainsi la nécessité d'un système d'excitation externe et évitant les pertes d'excitation.

2. Pertes de noyau

• Alternateur synchrone : Les alternateurs synchrones ont généralement des pertes de noyau plus importantes car ils fonctionnent avec des champs magnétiques plus forts et à des fréquences plus élevées. Les pertes de noyau comprennent les pertes par hystérésis et les pertes par courants de Foucault.

• Moteur à induction : Les moteurs à induction ont des pertes de noyau plus faibles car ils fonctionnent avec des champs magnétiques plus faibles et à des fréquences plus basses.

3. Pertes cuivre

• Alternateur synchrone : Les alternateurs synchrones ont des enroulements de stator et de rotor plus longs avec une résistance plus élevée, entraînant des pertes cuivre plus importantes. De plus, les enroulements d'excitation contribuent également aux pertes cuivre.

• Moteur à induction : Les moteurs à induction ont des enroulements de stator et de rotor plus courts avec une résistance plus faible, entraînant des pertes cuivre plus faibles.

4. Pertes mécaniques

• Alternateur synchrone : Les alternateurs synchrones sont souvent utilisés dans les grandes centrales électriques et fonctionnent à des vitesses plus élevées, entraînant des pertes mécaniques plus importantes dues aux paliers et à l'aéraulique.

• Moteur à induction : Les moteurs à induction fonctionnent généralement à des vitesses plus basses, entraînant des pertes mécaniques plus faibles.

5. Pertes de commutation

• Alternateur synchrone : Au cours de son fonctionnement, l'alternateur synchrone a un plus grand espace d'air entre le rotor et le stator, entraînant une distribution inégale du champ magnétique et des pertes supplémentaires.

• Moteur à induction : Les moteurs à induction ont un espace d'air plus petit, entraînant un champ magnétique plus uniforme et des pertes de commutation plus faibles.

6. Pertes du système de refroidissement

• Alternateur synchrone : Les grands alternateurs synchrones nécessitent souvent des systèmes de refroidissement complexes pour dissiper la chaleur, et ces systèmes consomment eux-mêmes de l'énergie, augmentant les pertes totales.

• Moteur à induction : Les moteurs à induction ont des systèmes de refroidissement plus simples, entraînant des pertes plus faibles.

7. Pertes harmoniques

• Alternateur synchrone : Les alternateurs synchrones peuvent produire des harmoniques au cours de leur fonctionnement en raison des variations du système d'excitation et de la charge, entraînant des pertes supplémentaires.

• Moteur à induction : Les moteurs à induction ont des pertes harmoniques plus faibles car ils fonctionnent sur des sources de courant alternatif standard.

Résumé

Les principales raisons pour lesquelles les alternateurs synchrones ont des pertes plus importantes que les moteurs à induction incluent :

• Pertes d'excitation : Les alternateurs synchrones nécessitent un système d'excitation externe, alors que les moteurs à induction n'en ont pas besoin.

• Pertes de noyau : Les alternateurs synchrones fonctionnent avec des champs magnétiques plus forts, entraînant des pertes de noyau plus importantes.

• Pertes cuivre : Les alternateurs synchrones ont des enroulements plus longs avec une résistance plus élevée, entraînant des pertes cuivre plus importantes.

• Pertes mécaniques : Les alternateurs synchrones fonctionnent à des vitesses plus élevées, entraînant des pertes mécaniques plus importantes.

• Pertes de commutation : Les alternateurs synchrones ont un espace d'air plus grand, entraînant des pertes de commutation plus importantes.

• Pertes du système de refroidissement : Les alternateurs synchrones nécessitent des systèmes de refroidissement complexes, entraînant des pertes plus importantes.

• Pertes harmoniques : Les alternateurs synchrones peuvent produire des harmoniques, entraînant des pertes supplémentaires.

Ces facteurs contribuent collectivement à des pertes totales plus importantes dans les alternateurs synchrones par rapport aux moteurs à induction. Lors de la sélection du type approprié de moteur pour une application donnée, divers facteurs doivent être pris en compte, notamment l'efficacité, le coût, la maintenance et l'environnement de fonctionnement.