Bonjour,
Je me pose une question difficile à laquelle je n'ai pas la réponse définitive.
Une tension sinusoïdale en retard sur le courant implique-t-il systématiquement que le système considéré est composé de condensateur ou au moins est capacitif?
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour,
Une inductance retarde le courant par rapport à la tension, un système capacitif fait le contraire, il retarde la tension par rapport au courant.
Le déphasage tension courant dépend de la somme des réactances en jeux. Si la somme est nulle, le déphasage est nul ...
A plus
C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !
Je suis gêné par la machine synchrone surexcitée, accrochée au réseau EDF, qui ne comporte que des enroulements (donc plutôt inductif) et qui présente pourtant une caractéristique capacitive.
Je n'ai pas de problème pour les mesures ou calculs à partir des modèles courants.
C'est plus l'aspect physique de cette capacité qui me "chiffonne".
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Oui, la mesure est faite comment ? en régime établi ? quel appareil de mesure ?
A plus
C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !
La mesure est faite dans les règle de l'art, en régime établi.
C'est un fait archi connu de toute façon :
La puissance apparente nominale S d'une machine synchrone à vide, surexcitée, peut entièrement être utilisée pour produire de la puissance réactive avec Q=S, P=0.
Comportement capacitif pur.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Compensateur_synchrone
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour,Envoyé par stefjm
Quand on parle de courant en avance ou en retard sur la tension, c'est, me semble-t-il, pour un récepteur avec les tensions et courant notés suivant la convention récepteur ou pour un générateur avec les tensions et courant notés suivant la convention générateur.
Dans le cas d'une machine synchrone surexcitée accrochée au réseau EDF, c'est quoi le générateur ? et c'est quoi le récepteur ?
Mais je ne sais pas si c'est de là que proviennent tes interrogations .
On peut utiliser la convention qu'on veut. Cela ne change rien. Il faut juste se tenir à celle choisie.
Par exemple convention récepteur pour la machine synchrone.
Accrochée au réseau EDF et à vide mécaniquement, on a P=0 (aux pertes près).
1- On peut surexciter jusqu'à avoir Q=-S, donc fournir du réactif au réseau EDF ou à un atelier s'il y a de la consommation locale.
La surexcitation en courant continu au rotor fait que la machine synchrone "rend" le trop plein d'énergie réactive au réseau.
C'est ce cas qui m'intrigue physiquement. P=0 et Q=-S
2- Si on excite la machine normalement, on peut avoir Q=0 (Elle ne sert alors plus à rien puisque P=0 aussi).
3- On peut sous exciter la machine jusqu'à avoir Q=S et donc consommer du réactif. La machine se sert alors en réactif sur le réseau EDF pour compenser le défaut de magnétisation de l'excitation. P=0 et Q=S (Ce qu'on ne fait jamais industriellement puisque totalement inutile.)
Edit : pour faire varier P, il faut faire varier la charge mécanique en + ou en -. Ce n'est pas le sujet ici. P=0
Ce n'est pour moi pas trop un soucis de convention récepteur ou générateur.
La question que je me pose est plutôt coté physique : on obtient bien un comportement capacitif sans aucun condensateur avec seulement des bobines en rotations.
Il est évident que le modèle équivalent est une capacité, mais de là à comprendre d'où elle sort physiquement, je sèche un peu.
C'est pour cela que je dis que je n'ai pas de réponse définitive, coté physique.
Dernière modification par stefjm ; 26/02/2022 à 16h16.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour,
Ce n'est pas une réponse physique mais une réponse en terme de schéma équivalent : le moteur synchrone c'est un générateur et une bobine. Comme la puissance est nulle E est en phase ou opposition de phase avec jI.
En phase : U=E + jLw I est en phase avec jI et se comporte comme une bobine et abs(U)>abs(E).
En opposition de phase U=E+jLw I est en phase avec - jI et se comporte comme un condensateur et abs(U)<abs(E) d'où la surexcitation.
L'aspect modèle équivalent est effectivement facile.
L'aspect physique est plus délicat et c'est celui là qui me met à l'envers les neurones.
J'avais commis quelques réponse sur la réalité physique de la puissance réactive (A l'époque, on lisait beaucoup sur ce forum que ce n'était pas physique, commodité de calcul, etc...) et sur la machine synchrone, mais sans trop m'interroger sur l'aspect physique de ce fonctionnement capacitif.
Histoire de ne pas tout refaire, voici les fils principaux.
https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post1767120
https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post1739968
https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post3742357
https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post5631070
Dans ce nouveau fil, j'aimerais bien arriver à comprendre plus finement ce qui se passe physiquement et comment des bobines qui tournent se mettent à se comporter comme des condensateurs...
D'ailleurs, question bête : un exemple du cas dual? : Des condensateurs physique qui tournent et qui se comportent en inductance???
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour
Dans ce nouveau fil, j'aimerais bien arriver à comprendre plus finement ce qui se passe physiquement et comment des bobines qui tournent se mettent à se comporter comme des condensateurs...
Je ne sais comment répondre à ton, questionnement ..... car je ne suis jamais posé ce type de question .....
Il n"y a pas de différence entre un fonctionnement moteur ou générateur ..... si ce n'est le signe des énergies ...
Supposons une machine alimentée par un réseau qui lui impose tension et fréquence ......
Si tu freine son arbre mécanique, elle va se comporter en moteur ,
Si tu entraine son arbre mécanique, elle va se comporter en générateur
L'énergie qui transite sera directement liée à l'énergie mécanique.
S'il s'agit- d'une machine asynchrone, son cos PHI sera toujours Arrière (self)
S'il s'agit d'une machine synchrone, suivant le niveau d'excitation :
- Faible niveau : Elle aura un COS PHI AR , (comme une machine asynchrone)
- Niveau nominal : Elle sera à COS PHI = 1 ( l'idéal)
- Fort niveau : Elle sera à COS PHI AVANT ... elle fournit du réactif au réseau .....
C'est absolument celà qui se produit pour un alternateur EDF ...
- L'action sur la turbine définit la PUISSANCE ACTIVE transmise au réseau,
- L'action sur l'excitation définit la puissance REACTIVE injectée sur le réseau (dans le cas général).
Volontairement, je considère que la puissance de cette machine est faible devant delle du réseau, qui lui impose de ce fait tension et fréquence.
Par contre, je ne dirais pas qu'une machine synchrone surexcitée est un condensateur , mais simplement qu'elle se comporte colmme un condensateur (en régime établi)
Cordialement
"comment des bobines qui tournent se mettent à se comporter comme des condensateurs"
Les bobines, seules, se comportent comme des bobines ... Elles ne tournent pas mais elles sont soumises à un champ magnétique créé par le rotor qui en mode compensateur est déphasé de \pi par rapport au champ créé par les bobines
La tension comporte donc deux termes l'un lié à la bobine avec le "bon" déphasage par rapport au courant et l'autre lié au champ du rotor déphasé de \pi. Si ce terme l'emporte (surexcitation), on a bien un déphasage opposé à celui d'une bobine.
Comme dit par @BOB92, ce n'est pas vraiment un condensateur, puisque la tension n'est pas proportionnelle à I.
C'est bien cette partie que j'aimerais comprendre un peu plus finement d'un point de vu physique.
L'aspect modèle me va tout à fait. C'est le lien avec la physique qui me manque encore.
Par contre, je n'ai pas compris ce tu veux dire par "le champ du rotor déphasé de pi"?
Quand on change l'excitation, on change la valeur du condensateur équivalent et les équations donnent bien un Q négatif donc capacitif pur (si pas de P).
Je me doute bien que ce n'est pas un vrai condensateur, mais l'imitation est quand même bluffante et on a bien proportionnalité entre tension et courant.
Peut-être une piste en regardant à vitesse différente, comment évolue la partie réactive en fonction de w?
Je me pose toujours des questions àlakon!
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Si je comprend bien, on a un moteur synchrone à vide, avec des bobines d'excitation au stator (en continu) et des bobines au rotor alimentées en alternatif. En cas de surexcitation, la force résultante est suffisamment forte pour propulser le rotor en avance, et donc la force contre-électromotrice (tension induite) est aussi en avance sur le réseau, l'appareil se comporte comme un générateur déphasé en avance (ou comme un condensateur de compensation).
Correct ?
Mais alors, je ne vois pas trop ce qu'on cherche précisément.
Dernière modification par Geo77b ; 26/02/2022 à 19h46.
En principe, sur les machines synchrones classiques, l'excitation continue est au rotor et les bobines tri au stator.
En convention générateur on a E=V-j.X.I et comme I et V sont en quadrature (Moteur à vide P=0), on se retrouve avec E, V et jI en phase (en négligeant la résistance d'induit, X réactance synchrone)
A l'excitation nominale, on a alors E=V, I=0 et Q=0.
Si on surexcite, on a I=(E-V)/X et Q=-V.I. On peut surexciter jusqu'à atteindre le S nominal de la machine.
A vide, on a toujours la fem E en phase avec la tension réseau V.
Le tout se comporte comme un condensateur.
Je cherche à mieux comprendre l'aspect physique du truc.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Pour ce qui est de "comment évolue la partie réactive en fonction de w", le schéma donne
Sinon pour "le champ du rotor déphasé de pi",(fcem) est opposé à
Ah oui. Merci.
On pourrait donc discriminer entre condensateur et effet capacitif grâce à la variation en fonction de
C'est effectivement une piste physique.
L'opposition de phase est bien aussi pour le montrer.
Physiquement, on peut toujours considérer que le courant est en retard sur la tension et que c'est une multiplication par -1 qui renverse la situation.
Merci à tous pour les pistes de réflexion.
Je vais maintenant regarder ce qui se passe en terme de causalité et d'intégration.
C'est le courant qui cause la variation de tension du condensateur.
C'est la tension qui cause la variation de courant de la bobine.
Il faut que je regarde ce que cela donne dans le cas de la machine synchrone surexcitée. Cela donnera peut-être une autre piste.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Le déphasage du courant débité par cette machine, en avance sur la tension (du réseau), ne peut exister qu'en raison du raccordement au réseau.
Il ne me paraît pas sensé d'attribuer à cette machine seule le comportement capacitif.
Quand une source alternative débite sur un condensateur, attribuez-vous à la source une comportement capacitif ?
Ce sont deux bonnes remarques.
Depuis le début de ce fil, on considère l'accrochage sur un réseau extérieur parfait (U,w) constant.
C'est pareil pour le condensateur, qui ne peut débiter que s'il y a un réseau.
Concernant le cas d'une source de tension parfaite (U,w) qui débite dans un condensateur.
On a P=0.
Qc consommée par C négative : Normal, le courant dans le condensateur est en avance sur la tension (convention récepteur) : capacitif
Q consommée par la source de tension positif : Normal le courant dans la source de tension est en retard sur la tension (convention récepteur toujours pour ne pas se tromper dans les signes) : source inductive.
Qc+Q=0, Qc=-Q
La puissance réactive est fournie par le condensateur et consommée par la source de tension.
C'est normal : Théorème de Boucherot : Somme P=0, Somme Q=0
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