En générale, la MADA permet de fonctionner en moteur ou en générateur, mais la différence avec les autres types de machine réside dans le fait que pour la MADA, ce n’est plus la vitesse de rotation qui impose le mode de fonctionnement moteur ou générateur.
En effet nous savons qu’une machine à cage doit tourner en dessous de sa vitesse de synchronisme pour être en moteur et au dessus pour être en générateur. Par contre dans le cas de la MADA, c’est la commande des tensions rotoriques qui permet de gérer le champ magnétique à l’intérieur de la machine, offrant ainsi la possibilité de fonctionner en hypersynchronisme ou en hyposynchronisme aussi bien en mode moteur qu’en mode générateur [4, 13, 16].
Fonctionnement en mode moteur hyposynchrone
Le fonctionnement en mode hyposynchrone du moteur est réalisé lorsqu’il s’agit d’une plage de réglage de vitesse s’étendant de la vitesse de synchronisme
Le quadrant 1-1 de la figure 4-7 montre que la puissance est fournie par le réseau au stator ; la vitesse de rotation est inférieure au synchronisme, "la puissance de glissement" est renvoyée sur le réseau via les convertisseurs connectés au rotor, c'est la cascade hyposynchrone.
Le fonctionnement en mode hypersynchrone du moteur est réalisé lorsque la vitesse de la machine peut varier au delà de la vitesse de synchronisme.
Dans le quadrant 1-2, nous voyons que dans ce mode de fonctionnement une partie de la puissance fournie par le réseau va au rotor via les convertisseurs statiques et est convertie en puissance mécanique.
C’est surtout le mode de fonctionnement en génératrice qui nous intéresse car il correspond parfaitement dans notre cas, à la MADA utilisée dans une éolienne.
Dans le quadrant 2-1, la puissance est fournie par le dispositif d’entraînement, dans notre cas la turbine éolienne ; une partie de la puissance transitant par le stator est réabsorbée par le rotor.
Dans ce mode de fonctionnement comme le montre le quadrant 2-2, la totalité de la puissance mécanique fournie à la machine par la turbine éolienne est transmise au réseau aux pertes près. Une partie de cette puissance correspondant à
Pour une utilisation dans un système éolien, les quadrants 2-1 et 2-2 sont intéressants.
En effet si la plage de variation de vitesse ne dépasse pas ± 30% en deçà ou au delà de la vitesse de synchronisme (ce qui représente un compromis entre la taille du convertisseur et la plage de variation de vitesse), la machine est capable de débiter une puissance allant de 0,7 à 1,3 fois la puissance nominale. Le convertisseur est alors dimensionné pour faire transiter uniquement la puissance de glissement c'est à dire au maximum 0,3 fois la puissance nominale de la machine. Il est alors moins volumineux, moins coûteux, nécessite un système de refroidissement moins lourd et génère moins de perturbations que s'il est placé entre le réseau et le stator d'une machine à cage.
g.PMEC est transmise par l'intermédiaire du rotor.s W à une vitesse plus faible min W .
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