MS à excitation rotorique (sans aimants)

I_exc (rotor) → Φ_r → B_r
⇒ FEM interne E (induite dans les enroulements triphasés du stator par B_r), E alignée sur B_r
⇒ niveau de couple maximal

δ = angle(B_r , B_s)
δ : retard du champ rotorique sous l’effet de la charge mécanique
V (tension statorique imposée) alignée sur B_s
⇒ δ = angle(V , E) (diagramme de Fresnel)

Modèle de Behn-Eschenburg (R_s ≪ X_s) :
V̄ = Ē + jX_s·Ī
avec V̄ = V∠0 et Ē = E∠(−δ) = E·exp(−jδ)

⇒ Ī = (V̄ − Ē)/(jX_s)
⇒ Ī = (E·sinδ)/X_s − j·(V − E·cosδ)/X_s

Puissance complexe :
S̄ = 3·V̄·Ī* = P + jQ
⇒ P = 3·V·(E·sinδ)/X_s
⇒ Q = 3·V·(V − E·cosδ)/X_s

Couple moteur :
C_em = P/ω_m
⇒ à V et ω_m constants :
C_em ∝ E·sinδ ∝ I_exc·sinδ

Charge ↑ ⇒ δ ↑ ⇒ sinδ ↑ ⇒ P ↑ ⇒ C_em ↑
δ = retard du champ rotorique sous l’effet de la charge
δ > π/2 ⇒ instabilité / décrochage
I_exc ↑ ⇒ E ↑ ⇒ limite de décrochage repoussée

Q piloté par E donc par I_exc
I_exc = bouton de réglage du réactif

Sous-excitation :
Q > 0 absorbé → comportement inductif → cosφ retard → stabilité ↓
Sur-excitation :
Q < 0 fourni → comportement capacitif → soutien de tension → stabilité ↑