Conception et Analyse d’un Alternateur

Conception et Analyse d’un Alternateur

Comprendre la Conception et Analyse d’un Alternateur

Vous êtes ingénieur en électrotechnique travaillant sur la conception d’un alternateur pour une petite centrale hydroélectrique.

L’alternateur doit fournir de l’électricité à un petit village avec une demande moyenne de puissance de 300 kW.

La tension de sortie de l’alternateur doit être de 480 V en système triphasé (ligne à ligne).

Données:

  • Puissance demandée par le village : 300 kW
  • Tension de sortie de l’alternateur : 480 V (triphasé)
  • Fréquence du courant alternatif souhaitée : 60 Hz
  • Facteur de puissance de l’alternateur : 0.8

Questions:

1. Déterminer la fréquence de rotation de l’alternateur nécessaire pour produire une fréquence de courant alternatif de 60 Hz.

2. Calculer le courant de sortie de l’alternateur.

3. Estimer la taille (kVA) de l’alternateur nécessaire en prenant en compte un facteur de puissance de 0.8.

Correction : Conception et Analyse d’un Alternateur

1. Calcul de la fréquence de rotation

Formule :

La fréquence électrique \( f \) est donnée par

\[ f = \frac{n \times p}{120} \]

où \( n \) est la vitesse en tr/min et \( p \) est le nombre de pôles.

Application et Calcul :

\[ 60 \, \text{Hz} = \frac{n \times 4}{120} \] \[ n = \frac{60 \times 120}{4} = 1800 \, \text{tr/min} \]

La vitesse de rotation nécessaire de l’alternateur est de 1800 tr/min.

2. Calcul du courant de sortie

Formule :

\[ I = \frac{P}{\sqrt{3} \times V \times \text{Facteur de puissance}} \]

Application et Calcul :

\[ I = \frac{300,000 \, \text{W}}{\sqrt{3} \times 480 \, \text{V} \times 0.8} \] \[ I = \frac{300,000}{1.732 \times 480 \times 0.8} \] \[ I \approx 456.44 \, \text{A} \]

Le courant de sortie de l’alternateur est d’environ 456 A.

3. Estimation de la taille de l’alternateur

Formule :

\[ \text{kVA} = \frac{P}{\text{Facteur de puissance} \times 1000} \]

Application et Calcul :

\[ \text{kVA} = \frac{300,000 \, \text{W}}{0.8 \times 1000} \] \[ \text{kVA} = 375 \, \text{kVA} \]

La taille nécessaire de l’alternateur est de 375 kVA.

Résumé des Réponses:

1. Vitesse de rotation : 1800 tr/min est nécessaire pour produire une fréquence de 60 Hz avec un alternateur à 4 pôles.
2. Courant de sortie : Le courant de sortie est d’environ 456 A.
3. Taille de l’alternateur : L’alternateur doit avoir une capacité de 375 kVA pour répondre efficacement à la demande de 300 kW avec un facteur de puissance de 0.8.

Conception et Analyse d’un Alternateur

D’autres exercices d’electrotechnique:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Angle de phase dans un circuit R-L série

Angle de phase dans un circuit R-L série Comprendre l'Angle de phase dans un circuit R-L série Un circuit R-L série est alimenté par une source de tension alternative de 120 V à une fréquence de 60 Hz. La résistance \(R\) est de 50 ohms et l'inductance \(L\) est de...

Amplitude du Courant dans un Circuit RLC Série

Amplitude du Courant dans un Circuit RLC Série Comprendre l'Amplitude du Courant dans un Circuit RLC Série Un circuit RLC série est alimenté par une source de tension alternative ayant une fréquence de 50 Hz. Les caractéristiques des composants du circuit sont les...

Dimensionnement d’un système d’accumulateurs

Dimensionnement d'un système d'accumulateurs Comprendre le Dimensionnement d'un système d'accumulateurs Vous êtes ingénieur(e) en électronique dans une entreprise qui développe des systèmes de stockage d'énergie pour des installations solaires domestiques. On vous...

Moteur à Courant Continu comme Actionneur

Moteur à Courant Continu comme Actionneur Comprendre le Moteur à Courant Continu comme Actionneur Vous êtes ingénieur en électrotechnique travaillant sur la conception d'un système de convoyeur pour une usine de production. Le convoyeur est entraîné par un moteur à...

Intensité et Puissance dans un Habitat

Intensité et Puissance dans un Habitat Comprendre l'Intensité et Puissance dans un Habitat Dans une installation résidentielles, un circuit est utilisé pour alimenter une série d'appareils comprenant des lampes et des radiateurs. Le circuit est alimenté par une source...

Compensation de l’énergie réactive

Compensation de l'énergie réactive Comprendre la Compensation de l'énergie réactive Une usine utilise un moteur électrique qui fonctionne à une puissance apparente de 500 kVA avec un facteur de puissance initial de 0.7 en retard (inductif). L'objectif est d'augmenter...

Calcul de puissance en régime triphasé

Calcul de puissance en régime triphasé Comprendre le Calcul de puissance en régime triphasé Un système triphasé alimente une charge équilibrée en étoile (Y) avec une impédance de charge par phase de \(Z = 30 + j40 \, \Omega\). La tension de ligne du système est de...

Analyse d’un Circuit en Série

Analyse d'un Circuit en Série Comprendre l'Analyse d'un Circuit en Série Dans un circuit électrique en série, trois résistances sont connectées les unes après les autres. La valeur des résistances est de 100 ohms, 200 ohms, et 300 ohms respectivement. Une source de...

Variateur de Vitesse pour un Moteur Asynchrone

Variateur de Vitesse pour un Moteur Asynchrone Comprendre le Variateur de Vitesse pour un Moteur Asynchrone Un moteur asynchrone triphasé est souvent utilisé dans les applications industrielles pour sa robustesse et son coût relativement bas. La vitesse de ce moteur...

Dimensionnement d’un système de batteries

Dimensionnement d'un système de batteries Comprendre le Dimensionnement d'un système de batteries Vous êtes chargé de concevoir un système de stockage de batteries pour une maison qui utilise un système photovoltaïque pour générer de l'électricité. La maison a les...