ETUDE DES MACHINES ELECTRIQUES PAR CAO

Chapitre II CAO d’un générateur synchrone à pôles saillants sous Matlab
Chapitre II: CAO d’un Générateur Synchrone à Pôles
Saillants sous Matlab
II.1 INTRODUCTION
Ce chapitre détaille la méthode permettant de modéliser un générateur synchrone à pôles
saillants par la méthode des éléments finis de frontière dans le mode rotatif et par un superviseur de
CAO développé sous Matlab.
Dans la famille des machines industrielles, on peut distinguer les machines de production
destinées aux opérations de fabrication et les machines de mesure destinées au contrôle [37]. Une
machine électrique est un convertisseur d’énergie électromécanique, l’énergie électrique est ainsi
transformée en énergie mécanique, ou vice-versa. Selon le sens de transfert de l’énergie, le marché
électrique fonctionnera soit en mode moteur, soit en mode générateur. Les machines qui propulsent
un train à grande vitesse fonctionnent en mode moteur, l’énergie du réseau électrique est convertie
en énergie mécanique en créant un couple propulsé sur l’arbre de sortie du moteur. En revanche, les
turbines hydrauliques des barrages fonctionnent en mode générateur en transformant par la rotation
du rotor l’énergie mécanique fournie par l’écoulement de l’eau à une tension électrique, ces
tensions permettent de faire circuler un courant au sein du réseau électrique [38-42].
L’étude de la répartition des champs dans les machines synchrones est rendue
particulièrement difficile dès lors que l’entrefer n’est plus constant selon toutes les directions [43].
La méthode exposée ici, donne quelques points essentiels sur le couplage de la méthode des
éléments finis et la méthode des intégrales de frontières, puis les grandes étapes de la résolution
numérique seront rappelée, ainsi une application sur le générateur synchrone à pôles saillants est
présentée et qui offre autant de perspectives à ce travail.
II.2 DESCRIPTION DE LA MACHINE SYNCHRONE
Comme leur nom l’indique, le rotor de la machine synchrone tourne en synchronisme avec
le champ magnétique du stator, c’est-à-dire à la même vitesse que celle du champ. Cette vitesse est
reliée à la fréquence de la source d’alimentation de la machine et comme cette fréquence est
constante, la vitesse de la machine est également, elle ne varie ni avec la charge, ni avec la tension.
26