Différents types d'alternateurs
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La puissance délivrée par le stator d’un alternateur est proportionnelle au produit D2 x L, dans lequel D est le diamètre interne de ce stator et L est sa longueur. |
| On peut déjà en déduire que les alternateurs entraînés par les turbines à gaz ou à vapeur, dont le diamètre du stator ne dépasse pas 2m, présenteront une forme très allongée, avec une longueur supérieure à 10m pour les plus puissants. |
| Concernant les alternateurs accouplés aux turbines hydrauliques, la vitesse de rotation ou vitesse angulaire est fonction des caractéristiques de la turbine et de la hauteur de chute d’eau. |
| Pour des raisons de résistance mécanique vitesse angulaire et diamètre du rotor évoluent en sens inverse, dans un rapport de 1 à 40 environ. Il est intéressant de prendre une autre base de comparaison, celle des vitesses périphériques du rotor, en m/s par exemple, on constate que le rapport n’est plus que de 1 à 2 entre le plus lent et le plus rapide, ou entre le plus grand et le plus petit. |
| En revenant sur les exemples précités on constate que pour une vitesse angulaire lente l’alternateur pourra présenter un grand diamètre, ce qui permettra d’autant plus facilement de monter sur le rotor le grand nombre de pôles inducteurs nécessaires. En contrepartie, toujours dans le produit D2 x L, la longueur sera considérablement réduite. A partir d’une certaine puissance (environ 20 MW) les groupes turbines (hydrauliques)-alternateurs sont à axe vertical et on ne parlera plus de longueur mais de hauteur, cette hauteur dépassant rarement les 3m. |
| Bien évidemment, si la puissance de l’alternateur est proportionnelle au carré du diamètre et à la longueur, la puissance de la turbine, son couple-moteur, doivent être en adéquation. |
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| ci-dessus: rotor vertical à 16 paires de pôles, entraîné par une turbine Francis de 55 MW, vitesse: 187,5t/mn | ci-dessus: rotor horizontal à 4 paires de pôles, vitesse: 750t/mn document: Alstom |
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| ci-dessus: rotor vertical à 40 paires de pôles, vitesse: 75 t/mn document: Alstom | ci-dessus: rotor vertical à 10 paires de pôles,vitesse: 300t/mn document: Alstom |
| Bien que sortant de notre sujet, vous trouvez, ci-dessous à titre de comparaison, un alternateur de 900 MW, tournant à 1500 t/mn, entraîné par une turbine à vapeur. |
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ci-contre: le rotor, diamètre: 1,70m, est monobloc, en acier forgé, ici en fin d'usinage. On repère facilement les 4 pôles, les encoches longitudinales sont prêtes à recevoir les conducteurs des bobines inductrices. doc.: Alstom ci-dessous, à gauche: un rotor "bobiné" doc.: CEM à droite: un stator terminé, on remarque au premier plan la tuyauterie circulaire rouge, appartient au circuit de refroidissement du stator. doc.: Alstom |
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année 1978 - transport du stator d'un alternateur de 900 MW