Technologie générale de la machine synchrone

La Maintenance est l’ensemble des activités qui servent à maintenir les qualités telles que : sécurité des personnes, sureté de fonctionnement et la qualité de service, le maintien du patrimoine, le contrôle et la maitrise de couts de maintenance d’une installation durant sa vie.

La JIRAMA (Jiro sy Rano Malagasy) a choisi une politique générale pour la Maintenance des ces production d’énergie et l’équipement.

Un projet de Maintenance est actuellement en cours d’application avec la collaboration de l’Electricité de France (E.D.F) adoptant la méthode d’Optimisation de la Maintenance par la Fiabilité (OMF) .

On projette d’appliquer cette méthode sur la production d’énergie (Alternateur) au C.T.A (Centrale Thérmique d’Ambohimanambola) .

CHNOLOGIE GENERALE DE LA MACHINE SYNCHRONE

FONCTIONNEMENT DE LA MACHINE SYNCHRONE

Les grandeurs de fonctionnement d’un alternateur restent les mêmes que celles d’une machine à courant continu :
▶ La vitesse de rotation n : [tr/mn]
▶ Le courant d’excitation ou courant inducteur j : [A]
▶ La tension aux bornes de l’induit U : [V]
▶ Le courant débité : La seule différence avec le courant continu, consiste en :
sa valeur efficace I et en son déphasage φ sur la tension.

Principe de fonctionnement

Une machine synchrone comporte deux parties séparées par un entrefer ,

a) L’inducteur : le rotor ou la roue polaire
• C’est la partie tournante. L’électroaimant alimenté (excité) en courant continu, génère une paire de pôles (p) « sud nord » alternés.
• Il faut apporter le courant à l’inducteur par l’intermédiaire d’une bague et de balais
• Les rotors à pôles saillants (nombre de pôles élevés utilisés pour des machines tournantes à faible vitesse
• Les rotors à pôles lisses utilisés pour des machines tournantes à grande vitesse .

b) L’induit : le stator
• C’est la partie fixe. Il est constitué de trois enroulements pour les machines triphasées et un enroulement pour les monophasées
• Chaque enroulement comporte N conducteurs actifs. Lorsque la roue polaire est entraînée à une vitesse n, les enroulements de l’induit constituent le siège d’une f.é.m. induite et forment un système de tensions équilibrées de fréquence :
f = n.p
p : (nombre de paires de pôles) .

Une génératrice synchrone transforme l’énergie mécanique (T, Ω) en énergie électrique (V, I de fréquence f).

SYSTEME D’EXCITATION DE LA MACHINE SYNCHRONE

➤ Problème posé :
L’inducteur a besoin d’une alimentation en courant continu. Elle peut être obtenue :
– à partir d’une source continue.
– à partir d’une source alternative transformée en courant continu à l’aide d’un dispositif de redressement .

➤ Notion
Il s’agit d’une solution « ancienne », la seule qui existe depuis 1955 , Un générateur à courant continu (shunt ou compound) fournit au rotor la puissance dont il a besoin. Les variations du courant d’excitation de l’alternateur sont obtenues par le réglage du courant d’excitation du générateur.

Principe de fonctionnement

Le rôle du système d’excitation compound autonome consiste à fournir un courant d’excitation variant avec le courant débité et le cosφ de la charge, de façon à maintenir la tension de l’alternateur sensiblement constante sans adjonction d’un autre moyen.

Le réglage d’un tel système nécessite deux moyens de réglage permettant de régler séparément :

❖ L’excitation à vide, donc la tension à vide
❖ L’excitation en charge, donc la tension en charge .

Les puissances d’excitation des alternateurs de forte puissance sont telles (plusieurs mégawatts) qu’il est intéressant d’utiliser la puissance mécanique disponible sur l’arbre pour fournir le courant d’excitation. On utilise alors un système d’excitation monté sur le même arbre que le rotor de l’alternateur. De plus, il est alors possible de supprimer les contacts glissants nécessaires à l’alimentation de l’excitation.

L’excitatrice est en fait un alternateur inversé où le circuit d’excitation placé sur le stator comporte un système d’enroulement triphasé dont les courants sont redressés afin d’alimenter l’inducteur de l’alternateur.

Rôles de l’excitation

L’excitatrice joue le rôle d’un amplificateur et permet de réduire la puissance au compound, donc son encombrement. Cette excitatrice est munie d’un deuxième inducteur utilisé pour la régulation auxiliaire.

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Brève historique de la JI.RA.MA
PREMIERE PARTIE : TECHNOLOGIE GENERALE DE LA MACHINE SYNCHRONE
CHAPITRE I : FONCTIONNEMENT DE LA MACHINE SYNCHRONE
1.1 Principe de fonctionnement
1.1.1 Fonctionnement en Moteur
1.1.2 Fonctionnement en Générateur
1.2 Caractéristique de fonctionnement
1.2.1 Caractéristique à vide
1.2.2 La caractéristique en charge
1.2.3 Le schéma du montage de l’alternateur en charge
CHAPITRE II: SYSTEME D’EXCITATION DE LA MACHINE SYNCHRONE
2.1 Principe de fonctionnement
2.1.1 Schéma synoptique de l’excitatrice
2.1.2 Rôles de l’excitation
CHAPITRE III: SYSTEME DE REGULATION DE TENSION
III.1 Rôles du régulateur
III.2 Schéma du montage de la régulation
DEUXIEME PARTIE : POLITIQUE DE LA MAINTENANCE ADOPTEE PAR LA JIRAMA
CHAPITRE I PRINCIPE DE LA METHODE O.M.F
I.1 Définition de l’O.M.F
I.2 Objectif de la méthode O.M.F
I.3 Organigramme simple de l’O.M.F
CHAPITRE II DECOUPAGE ET CODIFICATION DES MATERIELS DEVANT FAIRE L’OBJET D’UN SUIVI, D’UN CONTROLE ET D’UNE MAINTENANCE
II.1 Découpage et codification
II.2 Plan d’action de découpage
II.2.1 Schéma du réseau interconnecté du Tana
II.2.2 Schéma unifilaire de la centrale thermique Ambohimanambola(C.T.A)
II.2.3 Schéma de la travée G2
CHAPITRE III: ANALYSE FONCTIONNELLE
III.1 Alternateur
III.1.1 Stator: G2.07.AL.S
III.1.2 Rotor G2.07.AL.R
III.1.3 Excitation: G2.07.AL.E
III.1.4 Régulation de tension: G2.07.AL.R e
III.1.5 Palier : G2.07.AL.P
III.1.6 Protection d’échauffement d’alternateur: G2. CCP°C.AL. 07.RIv
CHAPITRE IV : RETOUR D’EXPERIENCE (R.E.X) FIABILITE DES EQUIPEMENT
IV.1 Informations sur les incidents antérieurs
IV.2 Alternateur G2.07.AL
IV.3 Informations techniques
IV.3.1 Informations sur les maintenances déjà effectuées
CHAPITRE V : AMDEC : ANALYSE DES MODES DE DEFAILLANCE, DE LEURS EFFETS ET DE LEUR CRITICITES
V.1 Notion de l’AMDEC
V.2 Buts de l’AMDEC
V.3 Fiche AMDEC
V.3.1 Alternateur Alt(G2)
V.3.2 Excitation
V.3.3 Régulation de tension
V.3.4 Palier
V.3.5 Contrôle- Commande- Protection G2. CCP.AL 07
V.4 Évaluation de tous les poids critiques de la liaison pour l’ensemble des enjeux
V.4.1 Evaluation des tous les poids critiques de la liaison par ordre de grandeurs dans l’ensemble des enjeux
V.4.1.1 Alternateur
V.4.1.2 Excitation
V.4.1.3 Regulation
V.4.1.4 Palier
V.4.1.4 Contrôle- Commande-Protection
V.4.1.4.1 Protection d’echauffement
V.5 Avantage et Inconvénient de l’AMDEC
CHAPITRE VI ANALYSE DE TACHES DE MAINTENANCE PAR LA METHODE O.M.F
VI.1 Recherche sur des tâches de maintenance
VI.1.1 Tableau d’orientation sur les choix de types de maintenance à effectuer en fonction de résultats de l’analyse de criticité
VI.2 Analyse des tâches par la méthode O.M.F
VI.3 Alternateur G2.07.AL
VI.3.1 Stator G2.07.AL.S
VI.3.2 Rotor G2.07.AL.R
VI.3.3 Excitation : G2.07.AL.E
VI.3.4 Régulation : G2.07.AL.Re
VI.3.5 Contrôle-Commande-Protection G2.CCP.AL.07
CHAPITRE VII SELECTION ET REGROUPEMENT DE TACHES
VII.1 Alternateur
VII.2 Excitation
VII.3 Régulation : G2.07.AL.Re
VII.4 Contrôle-Commande-Protection G2.CCP.AL.07
CHAPITRE VIII PLANIFICATION DE LA MAINTENANCE
CONCLUSION GENERALE