1/Générateur à excitation indépendante

1/Générateur à excitation indépendante
Lorsque l'inducteur est alimenté de l'induit, on a à faire à une génératrice à excitation indépendante ou séparée.
Pfournie=P abs orbée
Equations
Inducteur :
u - (R h+r)i =0 ↔ u = (R h+r)i
Induit:
E - R.I - U = 0 ↔ E = U + R.I
Caractéristiques d'un générateur à excitation indépendante: G.E.I
Les caractéristiques sont les courbes représentant les variables de grandeur d'une machine. Quelque soit la f.e.m
le courant d'induit (U), le courant d'excitation (i), la vitesse de rotation, le couple de puissance.
Caractéristique à vide E0=f(i)
Elle se trace à vitesse n constante. Elle nous donne la vitesse de la machine.
E0=KØn or Ø=K'i
Lorsque i croit; K'.i croit; E 0 croit
NB: à vide E0=U 0 car I=0
cours de Générateur à excitation indépendante série et shunt by ELKHADDAM HICHAM
Page 1
Caractéristique en charge: U=f(I)
Elle se trace à vitesse n=constante
U = E - R.I = -R.I + E = -R.I + KØn/constante
avec U=ax+b ; a=-R et b=KØn
Puissances et rendement
cours de Générateur à excitation indépendante série et shunt by ELKHADDAM HICHAM
Page 2
La puissance fournie à une génératrice à excitation indépendante est amenée ar son moteur d'entraînement.
C'est la puissance absorbée.
Si nous notons PU puissance débitée (égale à puissance utile)
PU = Pdébitée = U.I
Pe = Peu
E = U + R.I
2
E.I = U.I + R.I
2
Pe = E.I = U.I + R.I
Pe = Pu + PJ .I
2
Pji = u.i - r.i
Pa = Pc + Po avec P o = Pj i + Pc
Pa = Pu + PJI + Pji + Pc
n = Pu/Pa = Pu/(P u+Somme des pertes)
Somme des pertes = PJI + Po
NB: On peut considérer les pertes joules inducteurs dans une génératrice à excitation indépendante comme les
pertes constantes, car i, u = constante.
2
Le rendement est maximal si et seulement si nmax si et seulement si R.I =Poconstante.
2
Le rendement est maximal si et seulement si n max si et seulement si R.I =Po
2/Génératrice série
Schéma de principe
Equation des tensions
E - r.I - R.I - U = 0 ↔ E = U + (R + r)I = KØr
avec K = P.N/2IIa
Puissances
Pu = U.I et P a = P u + (R + r)I 2 + Pc
NB: Pour une génératrice série, les seules pertes constantes sont les pertes mécaniques de rotation. Il faut savoir
que les pertes fers sont variables, car le courant s'excitation est égal au courant d'induit.
Pa = P o + P fer + Pc
cours de Générateur à excitation indépendante série et shunt by ELKHADDAM HICHAM
Page 3
Rendements:
n = Pu/P a = (P a - Somme des pertes)/Pa
Somme des pertes = Somme de pertes Joules + P fer + Pc
n'max est la dérivée de n
nmax = n(Io)
Générateur Schunt
Lorsque l'inducteur est monté en parallèle avec l'induit, on dit que la génératrice est Schunt.
Schéma de principe
Loi des noeuds: I = i + Ich
Equation de tensions
-E + R.I + U = 0 ↔ E = U + R.I
U = (R h + r)i
-(Rh + r)i - R.I + E = 0 ↔ E = (R h + r)i + R.I
Caractéristique d'une génératrice à excitation Schunt
cours de Générateur à excitation indépendante série et shunt by ELKHADDAM HICHAM
Page 4
Caractéristique à vide: E=f(i)
Même allure que pour la génératrice à excitation indépendante.
NB: On la trace toujours lorsque la génératrice est connectée à excita tion indépendante.
Caractéristique en charge: U=f(I d )
Même allure que celle de son frère à excitation séparée. Mais la tension dans une génératrice Shunt chute plus
cite en charge que dans une génératrice à excitation séparée. Car le courant induit n'est p as égal au courant de
charge ici. Le courant d'excitation varie avec la tension de charge. Mais on le maintient toujours constant en
agissant sur la vitesse du moteur d'entraînement.
Amorçage d'une génératrice Schunt
L'auto excitation n'est possible que si un certain phénomène prend place dans la génératrice. Ce phénomène
débute dès que la machine se met à tourner dans son sens normal à peu près à sa vitesse normale. Au début et
pendant un court instant, une tension e se manifeste à la suite du déplacemen t des conducteurs d'induit dans le
petit champ d'induit rémanent (l'aimantation qui persiste dans les circuits magnétiques après l'arrêt de la
machine)
Quand le circuit inducteur est fermé, cette petite tension provoque l'apparition d'un courant. Si ce cou rant donne
lieu à une force magnétomotrice suffisante et agissant dans le bon sens, le flux rémanent inducteur est renforcé.
Ce qui génère une tension plus élevée. On dit alors qu'il y'a amorçage de la génératrice. La tension augmente
alors ainsi que le flux inducteur et cela jusqu'au point de la courbe d'aimantation après laquelle toute
accroissement de la tension est accompagnée d'un flux supplémentaire de plus en plus faible.
La droite des inducteurs
Il y'a équilibre quand la droite d'aimantation rencontre la droite des inducteurs: c'est le point de fonctionnement. A
vide Ich=0 de telle sorte que E0=U+R.i ou E0=U+R.I
I = i à vide
E0 = U = (R h+r)i
cours de Générateur à excitation indépendante série et shunt by ELKHADDAM HICHAM
Page 5
C'est l'équation de la droite des inducteurs. Elle nous permet de trouver E 0 à vide de la machine connaissant la
résistance totale du circuit inducteur. Cette équation a pour pente:
Exercice:
Trouvez la tension d'une machine si la résistance totale des inducteurs est de 150 ceci au moyen de la courbe
d'aimantation ci-dessus.
cours de Générateur à excitation indépendante série et shunt by ELKHADDAM HICHAM
Page 6
Puissance et rendement
La puissance absorbée est amenée par le moteur d'entraînement de la génératrice. C'est ainsi qu'on a:
Pa=Tnr
Pu = P e - P o = U.Ich = E.I - P o = P e - R.I2 - Pji
Po = pertes mécaniques = Pméca + PH + PF + Pji
Rendement
N=PU/Pa
Les pertes joules inducteurs sont considérées comme les pertes constantes.
cours de Générateur à excitation indépendante série et shunt by ELKHADDAM HICHAM
Page 7

Download Report