Mesure rapide de la réponse fréquentielle à l'arrêt "F-SSFR" et saturation empirique des machines synchrones à pôles saillants

Cette thèse est une contribution aux récents efforts de détermination des paramètres électriques et d'amélioration de la représentation de la saturation des machines synchrones. La méthode d'essai de réponse fréquentielle à l'arrêt est une réponse adéquate au renforcement de la réglementation sur la détermination des paramètres électriques des alternateurs du réseau. Cependant, la complexité des mesures et de l'analyse des données, le manque de publications sur des machines de puissance ainsi que la durée jugée excessive continuent d'entraver l'adoption de la méthode au sein de la communauté des essais. La présente recherche enrichit la littérature avec quatre expériences de réponse fréquentielle à l'arrêt conduites, selon la norme IEEE-115, sur des machines à pôles saillants de grande puissance. Les machines choisies offrent une variété de conceptions avec rotor à amortisseurs discontinus, continus ou même dépourvue d'amortisseurs. Pour atténuer la contrainte de la durée des mesures, une fonction de transfert non classique est proposée en substitution de deux fonctions recommandées par la norme IEEE. L'adoption de cette fonction de transfert conduit à une réduction encore plus ambitieuse avec l'utilisation d'une nouvelle variante de la méthode de réponse fréquentielle à l'arrêt. La nouvelle approche rapide repose sur un développement théorique simple avec des approximations pratiques et des hypothèses heuristiques dont la validité est confirmée par la précision des paramètres électriques déduits. La technique de mesure rapide et l'analyse conséquente pour l'extraction des paramètres sont systématiques et à la portée du non spécialiste des machines. L'engouement pour améliorer la représentation de la saturation a conduit à l'émergence de nouveaux modèles commerciaux pour les machines synchrones. L'objectif principal étant d'améliorer la précision de simulation du courant de l'inducteur aux régimes permanent et transitoire. Ces efforts ont montré qu'il est prudent de recentrer le développement de nouveaux modèles sur les équations électromagnétiques classiques consenties dans la littérature. La saturation étant un phénomène hautement non linéaire et complexe à représenter, cette thèse a opté pour des méthodes empiriques simples et surtout faciles à intégrer aux modèles des machines synchrones existants. La nouvelle méthode empirique de saturation proposée pour le régime permanent est directement appliquée dans le domaine d-q.