Du point de vue du développement des générateurs synchrones à courant alternatif, le système d'excitation est devenu un élément essentiel. Sa qualité influe directement sur les performances et le bon fonctionnement du générateur. L'excitateur à courant alternatif est un générateur synchrone à courant alternatif à armature tournante. Cependant, de par ses caractéristiques de fonctionnement et la spécificité de sa charge, il diffère d'un générateur synchrone à courant alternatif classique. Il convient donc de tenir compte de ces spécificités lors de sa conception.
Conception du circuit magnétique de l'excitatrice CA : La tension de sortie de l'excitatrice CA varie considérablement en fonction de la charge et de la température de fonctionnement du générateur principal. Par conséquent, sa force électromotrice induite varie également de manière significative. Il s'agit de la caractéristique de charge de l'excitatrice CA. Afin de satisfaire aux exigences d'excitation nominales du générateur principal, le dimensionnement du circuit magnétique de l'excitatrice CA doit être basé sur le potentiel de phase nominal correspondant. Autrement dit, la densité de flux magnétique au point de fonctionnement nominal de l'excitatrice CA doit être très faible. De ce fait, le taux d'utilisation de ses matériaux magnétiques est extrêmement faible. Le volume d'une excitatrice CA de même puissance est supérieur à celui d'un générateur synchrone classique, et son poids est également plus élevé.
Conformément aux exigences de la norme JBP T33201122000 « Conditions techniques des petits générateurs synchrones triphasés sans balais », la machine d'excitation CA doit être capable de fournir le courant d'excitation nécessaire au démarreur pour supporter 150 % du courant nominal à chaud, sans chute de tension. Par conséquent, le courant d'excitation requis par le générateur à ce point de fonctionnement peut être considéré comme le point de charge nominal de l'excitatrice, et une marge de réponse transitoire doit être prévue en fonction des conditions de charge.
Pour améliorer les caractéristiques dynamiques des générateurs sans balais, il est conseillé de choisir un rapport de court-circuit aussi faible que possible (environ 0,13 à 0,15) afin d'accroître la sensibilité du courant d'excitation et de réduire la constante de temps. Un rapport de court-circuit plus faible permet de concevoir l'excitatrice de manière plus économique, avec un volume et un poids réduits.
Pour réduire la constante de temps de l'excitateur, choisissez une fréquence plus élevée. Pour ce faire, augmentez le nombre de paires de pôles de l'excitateur. Cette augmentation permet de réduire le nombre de spires par pôle de l'enroulement d'excitation, et donc sa constante de temps.
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Date de publication : 15 décembre 2025