Diagramme de Fresnel du générateur synchrone

Diagramme de phase défini

Un diagramme de phase est une représentation graphique des relations de phase entre différentes grandeurs électriques dans un circuit à courant alternatif, utilisé spécifiquement ici pour les alternateurs synchrones.

Bases du dessin

Ef qui désigne la tension d'excitation

Vt qui désigne la tension aux bornes

Ia qui désigne le courant d'armature

θ qui désigne l'angle de phase entre Vt et Ia

ᴪ qui désigne l'angle entre Ef et Ia

δ qui désigne l'angle entre Ef et Vt

ra qui désigne la résistance par phase de l'armature

 Relations phasorielle

Dans le diagramme, le vecteur de la tension d'excitation (Ef) est toujours en avance sur la tension aux bornes (Vt), ce qui est crucial pour comprendre le fonctionnement des alternateurs.

Conditions opérationnelles

Les diagrammes de phase varient selon les conditions opérationnelles—facteur de puissance déphasé, unitaire et avancé—chacune affectant différemment les relations entre la tension et le courant.

 Diagramme de phase du moteur synchrone

Comprendre le diagramme de phase des moteurs synchrones aide à prédire et à gérer le comportement électrique sous différentes charges de facteur de puissance.

Exemple

Fonctionnement à un facteur de puissance déphasé

Nous pouvons déduire l'expression de Ef en prenant d'abord la composante de Vt dans la direction de Ia. La composante de Vt dans la direction de Ia est VtcosΘ, donc la chute de tension totale est le long de I

 De même, nous pouvons calculer la chute de tension perpendiculaire à Ia. La chute de tension totale perpendiculaire à Ia est . Avec l'aide du triangle BOD dans le premier diagramme de phase, nous pouvons écrire l'expression pour E

 Fonctionnement à un facteur de puissance unitaire

 Ici aussi, nous pouvons déduire l'expression pour E

f en prenant d'abord la composante de Vt dans la direction de Ia. Mais dans ce cas, la valeur de theta est zéro et donc nous avons ᴪ = δ. 

Avec l'aide du triangle BOD dans le deuxième diagramme de phase, nous pouvons directement écrire l'expression pour Ef comme

Fonctionnement à un facteur de puissance avancé.

 La composante dans la direction de Ia est VtcosΘ. Comme la direction de Ia est la même que celle de Vt, la chute de tension totale est .

De même, nous pouvons écrire l'expression pour la chute de tension perpendiculaire à Ia. La chute de tension totale se révèle être . Avec l'aide du triangle BOD dans le premier diagramme de phase, nous pouvons écrire l'expression pour E