Fonction convertir – machines synchrones

1. L'alternateur convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.
2. Le moteur synchrone convertit l'énergie électrique en énergie mécanique.
3. Dans les deux cas, la vitesse de rotation est imposée par la fréquence du réseau et le nombre de pôles.

💡 À retenir : La machine est réversible, mais son rôle dépend du sens du transfert d'énergie.

1. Utilise la formule $n_s = \frac{60f}{p}$.
2. Isole $p$ : $p = \frac{60f}{n_s}$.
3. Exemple : si $n = 1500$ tr/min et $f = 50$ Hz, alors $p = (60 \times 50) / 1500 = 3000 / 1500 = 2$ paires de pôles.

💡 À retenir : $p$ est toujours un nombre entier.

On dit "synchrone" car le rotor tourne exactement à la même vitesse que le champ magnétique tournant créé par le stator. Il n'y a pas de glissement contrairement à la machine asynchrone.

💡 À retenir : Vitesse du rotor = Vitesse du champ tournant.

Dans la majorité des alternateurs industriels, oui, c'est l'inducteur (rotor) qui tourne pour faciliter l'évacuation du courant induit (stator) vers le réseau. Cependant, théoriquement, le stator pourrait être l'inducteur, mais c'est rare.

💡 À retenir : Rotor = Inducteur (généralement).

1. Tracer le vecteur tension simple $\vec{V}$ sur l'axe des abscisses.
2. Tracer $\vec{I}$ déphasé de $\varphi$ par rapport à $\vec{V}$.
3. Tracer $\vec{jXI}$ perpendiculaire à $\vec{I}$.
4. La somme vectorielle $\vec{V} + \vec{R}\vec{I} + \vec{jXI}$ donne $\vec{E}$.

💡 À retenir : Le diagramme permet de déterminer graphiquement la valeur de la f.é.m $E$.

Dans les exercices de niveau Bac, on la néglige souvent pour simplifier les calculs ($R \approx 0$). Cependant, en réalité, elle existe et provoque des pertes par effet Joule ($P = 3RI^2$).

💡 À retenir : Si $R$ est donnée dans l'énoncé, il faut l'utiliser.

C'est l'angle entre la force électromotrice $\vec{E}$ et le courant $\vec{I}$. Elle intervient dans le calcul de la puissance électromagnétique $P_{em} = 3EI \cos(\psi)$.

💡 À retenir : $\psi$ dépend de la charge de la machine.

Pour un couplage étoile (Y) : $U = \sqrt{3}V$. Pour un couplage triangle ($\Delta$) : $U = V$.

💡 À retenir : La machine synchrone est presque toujours couplée en étoile.

Oui, les machines synchrones ont généralement un très bon rendement, souvent supérieur à 90%, car elles limitent les pertes par rapport aux autres machines.

💡 À retenir : $\eta = P_{utile} / P_{absorbée}$.

Non, si la fréquence du réseau est fixe, la vitesse de rotation est imposée par $n_s = f/p$. La vitesse ne change pas, même si la charge varie.

💡 À retenir : La vitesse est constante, c'est le couple qui s'adapte.

C'est le courant continu qui alimente l'inducteur (rotor) pour créer le champ magnétique inducteur. Sans excitation, la machine ne peut pas fonctionner.

💡 À retenir : Excitation = courant continu au rotor.

$P_u = P_{em} - P_{meca} - P_{fer}$. Si c'est un moteur, $P_u = C_u \cdot \Omega$.

💡 À retenir : $P_u$ est la puissance disponible sur l'arbre.