Branchement des alternateurs

Les installations industrielles sont surtout alimentées par du courant alternatif triphasé. Un circuit triphasé reçoit trois tensions de même valeur et de même fréquence, mais déphasées de 120° les unes par rapport aux autres.

La figure suivante montre les trois courbes sinusoïdales du courant triphasé.

Courbes du courant triphasé :

Dans cette étude, vous apprendrez comment brancher les enroulements d'un alternateur triphasé afin de le relier à un circuit triphasé ou à un réseau.

Comme pour les circuits triphasés, il existe deux façons de brancher les enroulements d'un alternateur :

- le montage en étoile ;

- le montage en triangle .

Montage en étoile :

Comme vous l'avez vu précédemment, les alternateurs triphasés possèdent trois enroulements distincts, disposés sur le stator ou le rotor de manière à produire des tensions déphasées de 120°.

Sur la figure les phases sont identifiées par les chiffres 1, 2 et 3.

La figure suivante montre les trois enroulements de phase, désignés par 1-1', 2-2' et 3-3', de même que le diagramme vectoriel des tensions induites dans chacun de ceux-ci.

Identification des phases :

Pour réaliser le branchement en étoile des trois enroulements, on doit raccorder :

• le début des enroulements 1', 2' et 3' pour former le point neutre.
• Les extrémités 1, 2 et 3 deviennent les trois points de sortie du système triphasé.

La figure suivante montre ce type de branchement.

Montage en étoile trois fils :

Montage en triangle :

Pour monter en triangle les enroulements de l'alternateur, il suffit de raccorder chacun des enroulements en série, de façon à former une boucle fermée. Il importe dans ce cas de respecter la polarité des enroulements.

En effet, on doit s'assurer que la fin d'un enroulement est raccordée au début d'un autre de la façon suivante :

 2-3', 3-1' et 1-2'.

Les trois fils de sortie sont branchés directement aux points de jonction des enroulements.

La figure suivante montre les enroulements montés en triangle.

Montage en triangle :

La plupart des alternateurs fournissent de l'énergie électrique à un réseau avec d'autres alternateurs.

Le réseau EDF est alimenté par des alternateurs situés au quatre coins de la France et qui fonctionnent en parallèle.

Cette mise en parallèle nécessite quelques contraintes :

- La fréquence de la tension produite par l'alternateur doit être la même que celle du réseau.

- La f.é.m. de l'alternateur doit être égale à la tension du réseau.

- L'ordre des phases de l'alternateur et du réseau doit être le même.

- Lors du couplage il doit y avoir parfaite concordance entre les phases de l'alternateur et du réseau.

Ces conditions sont résumées par le diagramme de Fresnel des tensions de l'alternateur et du réseau qui doivent se superposer comme le montre la figure suivante.

Conditions de couplage d'un alternateur sur le réseau :

Elles sont vérifiées par le montage de la figure suivante. L'ordre des phases est correct et leur concordance est atteinte lorsque les six lampes s'éteignent en même temps. C'est à ce moment précis que l'on peut fermer l'interrupteur de couplage S. L'alternateur peut contribuer à partir de ce moment à l'alimentation du réseau.

Vérification des conditions de couplage :

Après avoir parcouru cette étude, vous devriez retenir particulièrement les points suivants :

• Pour monter les enroulements d'un alternateur triphasé en étoile, on doit relier le début de chaque enroulement ; les trois extrémités restantes deviennent les points de sortie de la tension.

• Le montage en triangle est réalisé en branchant chaque enroulement en série, tout en respectant l'alternance début-fin de chacun ; chaque point de raccordement devient un point de sortie de la tension.

• Le couplage d'un alternateur sur le réseau nécessite quelques contraintes :

- les f.é.m. du réseau et de l'alternateur doivent être égales,

- l'ordre des phases et les fréquences doivent être les mêmes,

- lors du couplage, il doit y avoir parfaite concordance entre les phases de l'alternateur et du réseau.

• Il ne doit y avoir aucune tension aux bornes de l'interrupteur de couplage lorsqu'on effectue celui-ci.