La réaction d’induit dans l’alternateur est l’effet du flux d’induit sur le flux de champ (c’est-à-dire les ampères-tours du rotor). Lisez cet article pour en savoir plus.
Nous avons déjà discuté de l’effet de la réaction d’induit sur le flux d’entrefer dans le moteur à courant continu et le générateur à courant continu dans des articles précédents. De même, la réaction d’induit a un effet sur le flux d’entrefer dans le cas de l’alternateur également.
Nous savons que lorsque le courant traverse des conducteurs d’armature, il donne lieu à un flux magnétique encerclant ces conducteurs et, par conséquent, cela affectera certainement la distribution du flux dans l’entrefer en raison du flux du rotor.
Lorsqu’un alternateur tourne à vide, aucun courant ne circule dans l’enroulement de l’induit. Le flux produit dans l’entrefer sera uniquement dû aux ampères-tours du rotor.
Lorsque l’alternateur est chargé, les courants triphasés produiront un champ magnétique total dans l’entrefer. Par conséquent, le flux d’entrefer est modifié par rapport à la condition à vide.
L’effet du flux d’induit sur le flux produit par les ampères-tours de champ (c’est-à-dire les ampères-tours de rotor) est appelé réaction d’induit dans un alternateur.
Tout d’abord, le flux d’induit et le flux produit par les ampères-tours rotoriques tournent à la même vitesse (vitesse synchrone) dans le même sens et, par conséquent, les deux flux sont fixés dans l’espace l’un par rapport à l’autre.
Deuxièmement, la modification du flux dans l’entrefer due au flux d’induit dépend de l’amplitude du courant statorique et du facteur de puissance de la charge.
C’est le facteur de puissance de charge qui détermine si le flux d’armature déforme, s’oppose ou aide le flux produit par les ampères-tours du rotor.
Pour illustrer ce point important, nous examinerons les trois cas suivants:
- Lorsque le facteur de puissance de charge est unité
- Lorsque le facteur de puissance de charge est nul retardant
- Lorsque le facteur de puissance de charge est nul en avance
Table des Matières
Réaction d’induit dans l’alternateur Lorsque le facteur de Puissance de Charge est l’Unité
La figure (i) montre un alternateur élémentaire à vide. L’armature étant en circuit ouvert, il n’y a pas de courant statorique et le flux dû au courant rotorique est réparti symétriquement dans l’entrefer comme le montre la Fig. (je).
Étant donné que la direction du rotor est supposée dans le sens des aiguilles d’une montre, la f.m.e. générée. en phase R1R2 est à son maximum et est vers le papier dans le conducteur R1 et vers l’extérieur dans le conducteur R2. Aucun flux d’induit n’est produit car aucun courant ne circule dans l’enroulement d’induit.
La figure (ii) montre l’effet lorsqu’une charge résistive (unité p.f.) est connectée aux bornes de l’alternateur. Selon la règle de droite, le courant est « in » dans les conducteurs sous le pôle N et « out » dans les conducteurs sous le pôle S.
Par conséquent, le flux d’armature est dans le sens horaire en raison des courants dans les conducteurs supérieurs et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre en raison des courants dans les conducteurs inférieurs.
Notez que le flux d’armature est à 90 ° du flux principal (en raison du courant du rotor) et est derrière le flux principal. Dans ce cas, le flux dans l’entrefer est déformé mais pas affaibli.
Par conséquent, à l’unité p.f., l’effet de la réaction d’armature est simplement de déformer le champ principal. Il n’y a pas d’affaiblissement du champ principal et le flux moyen reste pratiquement le même.
Puisque le flux magnétique dû aux courants de stator (c’est-à-dire le flux d’armature) tourne; de manière synchrone avec le rotor, la distorsion du flux reste la même pour toutes les positions du rotor.
Réaction d’induit dans l’alternateur Lorsque le Facteur de Puissance de Charge est Nul
Lorsqu’une charge purement inductive (zéro p.f. retard) est connectée aux bornes de l’alternateur, le courant est en retard par rapport à la tension de 90 °. Cela signifie que le courant sera maximal à zéro e.m.f. et vice-versa. Figue. (i) indique l’état dans lequel l’alternateur fournit une charge résistive. Notez que la f.e.m. ainsi que le courant en phase R1R2 est maximum dans la position indiquée.
Lorsque l’alternateur fournit une charge purement inductive, le courant en phase R1R2 n’atteindra sa valeur maximale qu’une fois le pôle N avancé de 90° électrique comme le montre la figure (ii).
Maintenant, le flux d’armature est de droite à gauche et le flux de champ est de gauche à droite.
Tout le flux produit par le courant d’armature (c’est-à-dire le flux d’armature) s’oppose au flux de champ be et, par conséquent, l’affaiblit. En d’autres termes, la réaction d’induit se démagnétise directement.
Par conséquent, à un retard de p.f. nul, la réaction d’induit affaiblit le flux principal. Cela entraîne une réduction de la f.m.e. générée.
Réaction d’induit dans l’alternateur Lorsque le facteur de puissance de charge est Nul Menant
Lorsqu’une charge capacitive pure (zéro p.f. leading) est connecté aux bornes de l’alternateur, le courant dans les enroulements d’induit conduira l’e.m.f. induite de 90°.
De toute évidence, l’effet de la réaction d’induit sera l’inverse de celui de la charge inductive pure. Ainsi, le flux d’armature aide maintenant le flux principal et la f.m.e. générée est augmentée.
La figure (i) montre la condition lorsque l’alternateur fournit une charge résistive.
Notez que par ex. ainsi que le courant en phase R1R2 est maximal dans la position représentée. Lorsque l’alternateur fournit une charge capacitive pure, le courant maximal en R1R2 se produira électrique à 90° avant l’apparition de la f.m.e. induite maximale
Par conséquent, le courant maximal en phase R1R2 se produira si la position du rotor reste en retard de 90° par rapport à sa position sous charge résistive. Ceci est illustré sur la Figure (ii).
Il est clair que le flux d’armature est maintenant dans la même direction que le flux de champ et, par conséquent, le renforce. Cela provoque une augmentation de la tension générée.
Par conséquent, à zéro p.f. de pointe, la réaction d’armature renforce le flux principal.
Conclusion
Pour les valeurs intermédiaires du facteur de puissance, l’effet de la réaction d’induit est en partie déformant et en partie affaiblissant pour les charges inductives.
Pour les charges capacitives, l’effet de la réaction d’armature est en partie déformant et en partie renforcé.
En pratique, les charges sont généralement inductives. Par conséquent, dans des conditions pratiques, l’effet de la réaction d’induit dans l’alternateur est en partie déformant et en partie affaiblissant.