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Les alternateurs de grande puissance sont constitués d'un stator ou induit portant un enroulement triphasé branché en étoile et distribué dans des encoches, et d'un rotor ou inducteur portant un enroulement alimenté en courant continu . Le courant d'excitation peut être produit par une génératrice à courant continu ou excitatrice montée en bout d'arbre et branchée à l'inducteur à travers une paire de bagues et de balais . Dans les machines modernes, on utilise plutôt une excitation sans balais ni bagues constituée d'un alternateur triphasé à induit tournant et d'un redresseur tournant . Pour les alternateurs entraînés par des turbines hydrauliques tournant à basse vitesse, l'inducteur comporte un grand nombre de pôles saillants . Par contre, pour les turboalternateurs entraînés par des turbines à haute vitesse (3600 r/min ou 1800 r/min) sur un réseau à 60 Hz, le rotor est parfaitement cylindrique et comporte deux ou quatre pôles lisses .
Le circuit équivalent de l'alternateur est très simple . Chaque phase comprend une tension interne correspondant à la tension induite par le courant d'excitation, branchée en série avec la résistance du stator et la réactance synchrone (0,8 à 2 p .u .) . Ce circuit équivalent permet de prévoir le courant et la tension de la machine pour tout type de charge et lors d'un courtcircuit.
Lorsque l'alternateur est branché à un grand réseau, on doit, avant de fermer le disjoncteur, le synchroniser avec le réseau . Lorsque la turbine entraînant l'alternateur fournit une puissance mécanique, la tension interne de l'alternateur se décale d'un angle de Ô degrés électriques en avance sur la tension à ses bornes . L' alternateur débite alors de la puissance active . Cet angle électrique correspond à un décalage mécanique entre les pôles du rotor et ceux du champ tournant créé par les courants du stator. On a vu aussi que l'alternateur peut absorber ou générer de lapuissance réactive . Lorsque l'alternateur est sous-excité, il absorbe de la puissance réactive du réseau ; lorsqu'il est surexcité, il en fournit.
Rappelons enfin que lorsque la charge de l'alternateur change brusquement, ou lorsqu'un court- circuit est appliqué à ses bornes, la réactance synchrone du circuit équivalent doit être remplacée par la réactance transitoire de plus faible valeur (environ 0,2 p.u .) . Cette réactance transitoire permet de calculer le fort courant de court-circuit . Par la suite, le courant se stabilise à sa valeur de régime permanent correspondant à la réactance synchrone ...
