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[[Image:Sink-320x240-3x-rot.gif|thumb|upright=1.5|Machine triphasée, le rotor est alimenté en [[courant continu]].]]
 
Une ''' machine synchrone''' est une [[machine électrique]] :
* soit produisant un [[courant électrique]] dont la [[fréquence]] est déterminée par la vitesse de [[:w:Mouvement de rotation|rotation]] du [[Rotor#Électrotechnique|rotor]] : fonctionnement en « génératrice » dans deux [[:w:Quadrant (mathématiques)|quadrants]] du plan couple-vitesse<ref>Les quadrants {{II}} ou {{IV}} du plan couple-vitesse (dit des « des quatre quadrants »), figurant dans l'article « [[Quadrant (mathématiques)]] », avec la vitesse en [[:w:Coordonnées cartésiennes|ordonnée]] et le couple anen [[:w:Coordonnées cartésiennes|abscisse]]. Par exemple, comme toutes les machines électrique {{incise|qui sont par nature réversibles}}, une machine synchrone passe sans discontinuité du fonctionnement « moteur » au fonctionnement « générateur » par simple inversion du signe du couple (charge entrainée ou entrainante, comme par exemple pendant les phases d'accélération ou de freinage) ou du signe de la vitesse (inversion du sens de rotation).</ref>{{,}}<ref>[http://physique.vije.net/BTS/index2.php?page=mcc6 BTS Électrotechnique (deuxième année) – Machine à courant continu – Quadrants de fonctionnement], site physique.vije.net, consulté le 8 août 2012.</ref>. L'[[Générateur électrique#Alternateur|alternateur]] est une application particulière de la machine synchrone, fonctionnant en génératrice dans un seul quadrant du plan couple-vitesse ;
* soit absorbant un courant électrique dont la fréquence détermine la vitesse de rotation du rotor, :mais fonctionnementau-delà « moteur »<ref>Dansde lesquelques quadrants[[:w:Ordre {{I}}de ougrandeur {{III}}(puissance)|kilowatts]], dules planmachines couple-vitessesynchrones définitsont dansgénéralement lades notemachines ci-dessustriphasées.</ref>{{,}}<ref>[http://sitelec.org/cours/abati/synch.htm DescriptionLe d'unrotor, moteursouvent synchrone],appelé sur« leroue sitepolaire sitelec.org», 7est septembrealimenté 2001,par consultéune lesource 28continue marsou 2012.</ref>équipé d'aimants permanents.
 
Au-delà de quelques [[Ordre de grandeur (puissance)|kilowatts]], les machines synchrones sont généralement des machines [[triphasé]]es. Le rotor, souvent appelé « roue polaire », est alimenté par une source continue ou équipé d'aimants permanents.
 
== Principes généraux ==
[[Image:3phase-rmf-320x240-180fc.gif|thumb|upright=1.5]]
La machine synchrone se compose d'une partie tournante, le [[rotor]], et d'une partie fixe, le [[stator]]. Pour les faibles puissances et les puissances moyennes, le rotor se compose d'[[:w:Aimant permanent|aimants permanents]], parmais exemple danspour les [[horloge]]spuissances ouimportantes leson utilise un [[Disque dur:w:Électroaimant|disques dursélectro-aimant]]. informatiquesPour produire du courant, maison utilise une force extérieure pour faire tourner le rotor : son champ magnétique, en tournant, induit un courant électrique alternatif dans les puissancesbobines importantesdu stator. La vitesse de ce champ tournant est appelée « vitesse de synchronisme ». Si l'on utilisene unfait [[Électroaimant|électro-aimant]]<ref>Bobinagespas alimentéstourner le rotor par une force extérieure, il tournera seul s'il est alimenté par un courant continu.</ref>alternatif : son champ magnétique s'alignera tour à tour sur chacune des trois bobines du stator provoquant, de décalage en décalage, la rotation du rotor. Sa vitesse de synchronisme sera directement liée à la fréquence de l'alimentation électrique.
 
Pour produire du courant, on utilise une force extérieure pour faire tourner le rotor : son [[champ magnétique]], en tournant, induit un courant électrique alternatif dans les bobines du stator. La vitesse de ce champ tournant est appelée « vitesse de synchronisme ».
 
Si l'on ne fait pas tourner le rotor par une force extérieure, il tournera seul s'il est alimenté par un courant alternatif : son champ magnétique s'alignera tour à tour sur chacune des trois bobines du stator provoquant, de décalage en décalage, la rotation du rotor. Sa vitesse de synchronisme sera directement liée à la fréquence de l'alimentation électrique.
 
== Machine synchrone triphasée ==
 
=== Mise en équation ===
==== Méthode utilisée ====
 
==== Notations ====
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==== Hypothèse ====
La [[mise en équation]] n'est opérable que pour une machine à pôles lisses et dont le circuit magnétique est non saturé. Pour les autres machines, on apportera des correctifs permettant (avec plus ou moins d'exactitude) la prise en compte de leurs complexités.
 
Pour la suite on considère une machine pour laquelle :
* Son [[circuit magnétique]] est homogène (entrefer constant) et non saturé. De ce fait, les diverses [[inductance]]sinductances sont constantes (entrefer constant).
* Les courants des trois phases statoriques ont la même valeur efficace ''I<sub>S</sub>'' (la machine est assimilable à un récepteur [[triphasé]] parfaitement équilibré).
* Elle possède une seule paire de pôles (machine bipolaire). Les machines multipolaires se ramènent à une machine bipolaire au prix d'une transformation angulaire.<!--À détailler ?-->
[[Image:Schéma enroulements M.S..png|center]]
 
==== Les courants ====
===== Au stator =====
===== Au stator =====
On fixe l'origine des temps de manière à pouvoir écrire :
:<math>i_A (t) = I_S \sqrt{2} \cdot \cos \alpha_S \,</math>
Ligne 124 ⟶ 111 :
 
==== Le modèle équivalent de Potier ====
[[Image:TrianglePotier.png|thumb|Détermination des paramètres du triangle de Potier.]]
Ce modèle est plus complet que celui de [[:w:Behn-Eschenburg|Behn-Eschenburg]]. Il tient compte de la saturation en faisant varier le courant d'excitation en fonction du courant traversant les bobines du stator. Cette modification du courant excitateur fait varier la fcem.
.]]
Ce modèle est plus complet que celui de [[Behn-Eschenburg]]. Il tient compte de la saturation en faisant varier le courant d'excitation en fonction du courant traversant les bobines du stator. Cette modification du courant excitateur fait varier la fcem.
 
Dans ce modèle on a :
Ligne 136 ⟶ 122 :
Il permet de prendre en compte les variations angulaires de réluctance des machines synchrones à pôles saillants.
 
[[Catégorie:MachineMoteur électriqueDiesel (livre)]]
== Notes et références ==
{{Références|colonnes=1}}
 
== Annexes ==
=== Articles connexes ===
* [[Moteur sans balais]]
* [[Machine asynchrone]]
* [[Machine à courant continu]]
* [[Moteur pas à pas]]
* [[Compensateur synchrone]]
 
=== Liens externes ===
* [http://stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/dereumaux/rotoralt.htm Contraintes mécaniques sur un rotor de turbo-alternateur] sur le site stielec.ac-aix-marseille.fr
* {{pdf}} [http://www.geea.org/IMG/pdf/MSAP_ENS_Multon.pdf Les Machines synchrones autopilotées - Préparation à l’agrégation de génie électrique] sur le site geea.org
* {{pdf}} [http://mach.elec.free.fr/electricite/cours-machines-electriques.pdf Cours et Problèmes sur les machines électriques dont la machine synchrone] sur le site mach.elec.free.fr
 
{{Palette|Électricité|Machine électrique}}
{{Portail|électricité et électronique|Énergie}}
 
[[Catégorie:Machine électrique]]
 
[[ar:محرك تزامن]]
[[be:Сінхронныя машыны]]
[[be-x-old:Сынхронныя машыны]]
[[de:Synchronmotor]]
[[en:Synchronous motor]]
[[es:Motor síncrono]]
[[et:Sünkroonmootor]]
[[fi:Vierasmagnetoitu tahtimoottori]]
[[gl:Motor síncrono]]
[[hi:तुल्यकालिक मोटर]]
[[hr:Sinkroni stroj]]
[[it:Motore sincrono]]
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[[ru:Синхронная машина]]
[[sh:Sinkroni stroj]]
[[sv:Synkronmotor]]
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[[zh:同步馬達]]