Génératrice asynchrone

[alopex]

Bonjour,
J'ai hésité à poster en technologie mais je pense que ma question est plus adaptée ici.
Je cherche à expliquer de manière simple à un apprenti (en M2 quand même) comment un moteur asynchrone peut fonctionner en génératrice. Pour le mode moteur, pas de problèmes j’explique comme suit : le courant triphasé dans les enroulements du stator créé un champ tournant (c’est facile à « démontrer » avec un simple tableur). Le rotor tournant à une vitesse différente du champ (ici inférieure), les boucles constituées par le rotor en cage d’écureuil subissent une variation de flux et donc un courant induit. Celui-ci interagit avec le champ magnétique et il en résulte une force (loi de Laplace). C’est simpliste mais je pense globalement correct. On bosse dans l’hydraulique et donc on n’a pas vocation à être des experts en électrotechnique…
Par contre, lorsque ma machine est couplée au réseau et fonctionne à vitesse supérieure au synchronisme (glissement négatif) entrainée par un moteur (ici une turbine hydraulique), elle produit du courant. Et là je sèche. Le courant du stator fait toujours un champ tournant, un courant induit dans le rotor et on ne voit pas la différence. Je subodore une explication dans le signe du flux mais je ne sais pas expliciter d’avantage. Si donc l’un d’entre vous voit une façon d’expliquer « simplement » et sans passer par la modélisation mathématique de la machine, je suis preneur ! Merci d’avance.
Question subsidiaire dans le même esprit et sans doute encore plus difficile à expliquer intuitivement. Si on n’est pas couplé au réseau, on peut produire du courant avec la génératrice asynchrone en montant des condensateurs en parallèle. Comment l’expliquer "intuitivement"?
Derrière tout ça il y a concept de puissance réactive qui n’est pas des plus simples non plus. J’aime bien la métaphore du plan incliné sur lequel on veut pousser une boule transversalement sans descendre. La puissance active fait progresser la boule et la réactive l’empêche de descendre. Force qui ne travaille pas et donc ne produit pas une puissance « réelle ».
Comme vous le voyez mes questions sont plus d’ordre didactique que purement scientifique. Merci de votre aide.
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[phys4]

Bonsoir,
Dans une génératrice asynchrone le rotor n'a pas d'aimantation propre. S'il tourne à vitesse synchrone, le rotor ne voit pas de variation de champ et donc n'a pas de courant, donc aucun effet sur le stator.

C'est le glissement qui produit un champ variable et donc un courant induit proportionnel à ce glissement. En mode moteur, le champ du rotor produit une tension qui prend de l'énergie sur le stator.
Si le rotor est entrainé plus vite que le champ du stator, alors le courant induit suit toujours la règle de proportionnalité, mais en sens inverse, et la tension induite dans le stator donne de l'énergie au réseau.

Il ne suffit pas de mettre des condensateurs aux bornes pour avoir un démarrage autonome du générateur asynchrone, car il faudra lancer le courant initial avec un réseau externe. Si les condensateurs sont bien ajustés pour compenser les pertes réactives du stator, alors l'énergie fournie par le stator pourra entretenir la tension après coupure du réseau externe. Il faut que le circuit comprenne des éléments de charge qui stabilise l'ensemble.

[alopex]

Bonsoir et merci pour cette réponse.
Effectivement je comprend bien que le glissement (positif ou négatif) est nécessaire pour avoir une variation de flux dans le rotor et donc une fem générant
le courant dans le rotor. Votre explication confirme ce que je "devinais" par rapport au sens du courant induit qui en retour entraine une fem positive au stator?
Peut on formuler cela de façon plus détaillée svp? Merci encore.

[stefjm]

Bonjour,
La résistance équivalente R/g passe négative et fournit l'énergie au réseau.

Pour les condos, c'est un moyen de fournir le réactif pour maintenir la magnétisation de la MAS.

[A voir en vidéo sur Futura]