La machine synchrone, fonctionnant en moteur ou génératrice, peut fournir ou consommer de la puissance réactive au réseau sur lequel son stator est connecté.
Elle convertit une énergie électrique, égale à la puissance active
multipliée par la durée de fonctionnement, en énergie mécanique.
Elle convertit une énergie mécanique en énergie électrique égale
à la puissance active multipliée par la durée de fonctionnement.
Le stator de la machine synchrone doit être au préalable connecté au réseau, ce qui ne peut se faire « simplement » car le couple à l’arrêt d’une machine synchrone est nul. En effet, lors de la connexion du stator au réseau de fréquence `f`, le champ tournant statorique tourne à la vitesse `Omega_"s"` alors que la vitesse du champ tournant rotorique est nulle. La condition de synchronisme n'est pas respectée.
Car le rotor est arrêté
Car les deux champs tournants ne sont pas synchrones.
Une machine synchrone ne peut donc pas :
-
Être démarrée en moteur en alimentant l'enroulement d'excitation et en reliant ses enroulements statoriques à un réseau de fréquence fixe.
-
Être connectée en génératrice si elle n'est pas entraînée à la vitesse de synchronisme caractéristique du réseau et en respectant une procédure de couplage adaptée.
Dans le cas d'une machine dont le rotor est bobiné.
La procédure de couplage en génératrice à vide est présentée dans ce qui suit :
On suppose que la puissance du réseau auquel la machine va être couplée est très grande devant la puissance de la machine étudiée. Dans ce cas, la valeur efficace des tensions réseau ainsi que leur fréquence ne peuvent pas être modifiées lors du couplage.
Le schéma ci-dessous représente le dispositif :
L’interrupteur entre les trois bornes statoriques et les trois bornes du réseau ne peut être fermé lorsque les tensions aux bornes des contacts sont nulles. Cette condition est vérifiée si :
- L'ordre des phases est correct, c'est-à-dire identique pour le stator de la machine et le réseau. Si ce n’est pas le cas, il suffit d’inverser deux phases ou de changer le sens de rotation.
- La fréquence des tensions statoriques est égale à la fréquence du réseau. Pour cela, il faut agir sur la vitesse de rotation de la machine .
- La valeur efficace des tensions réseau est égale à la valeur efficace des tensions statoriques.
- Les phases instantanées des tensions statoriques et du réseau sont égales.
On distingue sur la photographie ci-dessous les trois cadrans d'un synchronoscope indiquant la fréquence des tensions délivrées par l'alternateur, la valeur efficace des tensions statoriques et l'action préconisée pour atteindre l'égalité des phases instantanées.
