Réaction d’induit dans l’alternateur ou le générateur synchrone

La réaction d’induit est un aspect important dans le générateur à courant continu et le générateur synchrone à courant alternatif ou l’alternateur. La réaction d’induit dans l’alternateur est définie comme l’effet du flux d’induit sur le flux principal produit par les pôles de champ.

Une machine électrique se compose normalement d’un enroulement de champ et d’un enroulement d’induit. L’alimentation en courant continu est donnée à l’enroulement de champ pour produire un flux magnétique. Le conducteur d’induit est mis en rotation à une vitesse synchrone à l’aide d’un moteur d’amorçage.

Lorsqu’il existe un mouvement relatif entre le flux magnétique et l’enroulement d’induit, le conducteur d’induit coupe le flux de champ. Par conséquent, il y aura un changement de liaison de flux dans le conducteur.

Selon la loi de Faraday sur l’induction électromagnétique, une CEM est induite dans les conducteurs d’armature. Lorsque la charge est appliquée aux bornes de l’armature, le courant commence à circuler à travers l’enroulement de l’armature. Comme le courant est de nature alternative, il induit un flux dans le conducteur, appelé flux d’armature.

Le flux d’induit ainsi produit va réagir avec le flux de champ principal et déformer l’effet du flux principal, appelé réaction d’induit en alternateur ou en générateur synchrone. En raison de cette distorsion, le flux résultant se renforcera ou s’affaiblira.

La distorsion peut dépendre du type de charge appliquée à l’alternateur. Un générateur de courant continu a également des effets de réaction d’induit plus ou moins similaires. Dans cette section, discutons des différents effets de réaction de l’armature, qui peuvent être vus en détail à différentes charges.

Apprenez la construction et le fonctionnement de l’alternateur pour connaître son fonctionnement.

Réaction d’induit à une charge de facteur de puissance unitaire

Lorsqu’une charge résistive avec un facteur de puissance unitaire est connectée à l’alternateur, le courant de charge commence à circuler à travers l’enroulement d’induit. Comme il s’agit d’une charge résistive pure, le courant d’induit sera en phase avec la tension induite.

Le courant d’induit produira son propre flux dans le conducteur, qui sera également en phase avec la tension induite. Étant donné que la cem induite est en retard de 900 par rapport au flux de champ principal, le flux d’induit produit sera également retardé de 900 par rapport au flux principal. Ce qui suit montre le diagramme des phaseurs à la charge du facteur de puissance unitaire.

Comme le flux d’induit agit perpendiculairement sur le flux de champ principal, la distribution du flux de champ principal sous une face polaire ne reste pas uniformément répartie. Comme vous pouvez le voir sur la forme d’onde, le flux d’armature va traverser et déformer le flux de champ principal en un point, affaiblissant ainsi le flux principal. On dit que c’est un effet magnétisant croisé.

Vous pouvez également remarquer que le flux d’armature aide également le flux principal à un autre point. Dans ce cas, la réaction d’induit renforce le flux de champ principal. En raison de ces effets, le flux de champ principal sera déformé, sans causer beaucoup de changement à la tension générée.

En d’autres termes, la densité de flux à l’extrémité arrière du pôle est augmentée tandis que le flux à l’extrémité avant du pôle diminue. De ce fait, on dit que la réaction d’induit à la charge résistive a un effet de distorsion en maintenant l’intensité de champ moyenne constante.

Réaction d’induit à une charge de retard de facteur de puissance nul

Lorsqu’une charge inductive pure avec facteur de puissance nul de retard est connectée à l’alternateur, le courant de charge commence à circuler à travers les conducteurs d’induit.

Le courant d’induit sera retardé de 900 et le flux d’induit produit sera donc également décalé de 900 par rapport aux pôles.

Il y aura une différence de phase de 900 entre le flux d’induit et le flux de champ principal. On voit que le flux d’armature sera en opposition directe avec le flux principal. Ce qui suit montre le diagramme des phaseurs à la charge du facteur de puissance en retard.

Ainsi, le flux principal diminue dans cette condition de chargement. On dit que cet effet de réaction d’induit sur cette charge est un effet démagnétisant.

De ce fait, le flux de champ principal s’affaiblit et la cem induite sera donc réduite. Pour maintenir la même valeur de cem générée, l’excitation déposée devra être augmentée pour surmonter l’effet démagnétisant.

Réaction d’armature à une charge de pointe à facteur de puissance nul

Lorsqu’une charge capacitive pure à facteur de puissance nul est connectée, le courant de charge commence à circuler à travers les conducteurs d’armature.

Dans cette condition de charge, le courant de charge sera avancé de 900 et donc le flux d’induit produit sera également avancé de 900 par rapport aux champs électromagnétiques induits. Ainsi, le flux d’armature sera en phase avec le flux de champ principal, ce qui entraînera un renforcement du flux de champ. Ainsi, le flux principal augmente dans cette condition de chargement. Ce qui suit montre le diagramme des phaseurs à la charge du facteur de puissance principal.

On dit que la réaction d’induit dans cette charge est un effet magnétisant. En raison de cet effet, le flux de champ principal s’affaiblit et la cem induite sera donc réduite. Pour maintenir la même valeur de cem générée, l’excitation déposée devra être réduite pour surmonter l’effet magnétisant.

Pour tout facteur de puissance intermédiaire, l’effet de la réaction d’induit dans l’alternateur sera en partie déformant et en partie démagnétisant.

À partir des explications, nous pouvons résumer que

1. Lorsqu’un alternateur fournit une charge au facteur de puissance unitaire, l’effet de la réaction de l’induit est en partie magnétisant et en partie déformant.
2. L’effet de la réaction d’induit est la démagnétisation lorsqu’un alternateur fournit une charge à un facteur de puissance en retard.
3. Lorsqu’un alternateur fournit une charge au facteur de puissance principal, l’effet de la réaction de l’induit est magnétisant.
4. Lorsqu’un alternateur fournit une charge au facteur de puissance intermédiaire, l’effet de la réaction de l’induit est en partie déformant et en partie démagnétisant.
5. Les effets de la réaction d’induit peuvent faire varier la cem générée. Afin de surmonter cela, le flux principal est varié pour générer la tension nominale.

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