moteurs électriques et générateurs.

« reste alors faible, et la vitesse du moteur demeurera constante tant que celui-ci n'exécutera aucun travail mécanique, à l'exception de celui fourni pour faire tourner l'induit.

Si le moteur est soumis à une contrainte mécanique, l'induit tournera alors plus lentement, ce qui réduira la fcem.

On pourra par conséquent appliquer à l'induit un courant plus élevé.

Le moteur pourra donc recevoir une plus grande puissance électrique de sa source d'alimentation, et effectuer un travail mécanique plus important. Puisque la vitesse de rotation détermine le débit de courant dans l'induit, il faut utiliser un dispositif spécifique pour amorcer les moteurs CC.

Lorsque l'induit est immobile, il ne possède aucune résistance.

Si on lui applique la tension normale de travail, un fort courant passe, ce qui pourrait endommager le commutateur ou les enroulements de l'induit.

Pour éviter une telle détérioration, on installe en général une résistance de démarrage, montée en série avec l'induit, et qui abaisse le courant jusqu'à ce que le moteur produise une fcem adéquate.

Une fois que le moteur est mis en route, on réduit alors progressivement la résistance, manuellement ou automatiquement. 3. 3 Générateurs à courant alternatif (CA) Comme nous l'avons vu ci-dessus, un générateur simple sans commutateur produit un courant électrique qui change de sens, lorsque l'induit tourne.

Ce courant alternatif est intéressant pour transmettre une puissance électrique, ce qui explique que la plupart des gros générateurs soient de type CA.

Sous sa forme la plus simple, un générateur CA se différencie d'un générateur CC par seulement deux aspects.

D'une part, l'enroulement de l'induit n'est pas relié directement aux commutateurs, mais à des bagues collectrices placées sur l'arbre du générateur.

D'autre part, les bobines de l'inducteur sont alimentées par une source externe de courant continu, et non par le générateur lui-même. La fréquence du courant produit par un générateur CA est égale à la moitié du produit du nombre de pôles magnétiques par le nombre de tours par seconde de l'induit.

Les générateurs CA à faible vitesse sont dotés d'une centaine de pôles, tant pour améliorer leur efficacité que pour atteindre plus facilement la fréquence souhaitée.

En revanche, les alternateurs entraînés par des turbines à grande vitesse sont souvent des machines bipolaires. On souhaite en général produire une tension aussi élevée que possible.

Des tensions de l'ordre de 13 200 V sont ainsi courantes sur les alternateurs.

Les induits rotatifs ne sont pas adaptés à de telles exigences, car il pourrait se former des étincelles entre les balais et les bagues collectrices.

De plus, d'éventuelles défaillances mécaniques pourraient provoquer des courts-circuits.

C'est pourquoi on équipe les alternateurs d'induits fixes, à l'intérieur desquels tourne un rotor composé d'un certain nombre d'inducteurs.

Le principe de fonctionnement est exactement le même que celui du générateur CA décrit plus haut mais, ici, ce sont les aimants qui sont en rotation et non les conducteurs de l'induit. Un alternateur délivre un courant qui atteint une crête, tombe à zéro, chute à une pointe négative, revient à zéro et ainsi de suite.

Ce phénomène se répète périodiquement selon la fréquence pour laquelle l'alternateur a été conçu.

Un tel courant est appelé courant alternatif monophasé.

Si l'induit comporte deux enroulements, montés à angle droit l'un par rapport à l'autre, et équipés de connexions externes distinctes, deux ondes de courant seront produites, dont l'une atteindra son maximum lorsque l'autre sera à zéro.

On nomme ce type de courant, courant alternatif diphasé.

Si trois enroulements de l'induit sont placés à 120° les uns des autres, le courant sera fourni sous la forme d'une onde triple, nommée courant alternatif triphasé. On peut ainsi obtenir un grand nombre de phases en augmentant le nombre d'enroulements de l'induit, mais le génie électrique actuel a plutôt tendance à utiliser un courant alternatif triphasé. 3. 4 Moteurs CA Il existe deux types simples de moteurs conçus pour fonctionner en courant polyphasé alterné : les moteurs synchrones et les moteurs à induction. Le moteur synchrone peut être assimilé à un alternateur triphasé qui fonctionnerait en inversion.

Les aimants de l'inducteur sont montés sur le rotor et sont excités par un courant continu.

L'enroulement de l'induit est divisé en trois parties et alimenté en courant alternatif triphasé.

La variation de ces trois ondes de courant dans l'induit provoque une réaction magnétique des aimants et fait tourner l'inducteur à une vitesse constante déterminée par la fréquence du courant alternatif de l'alimentation.

Les moteurs synchrones peuvent également être alimentés par une source de puissance monophasée, si on les dote d'éléments de circuit adaptés. Si la charge mécanique du moteur devient très importante, on évite d'utiliser un moteur synchrone, car, s'il ralentit sous l'effet d'une contrainte, il finit par s'arrêter.

On emploie alors un moteur à induction, dont le modèle le plus simple est le moteur à cage, alimenté par un courant triphasé.

L'induit de ce moteur se compose de trois bobines fixes, comme sur un moteur synchrone.

Le rotor est constitué d'un noyau dans lequel sont insérés une série de gros conducteurs disposés en cercle autour de l'arbre.

Le courant triphasé passant dans les enroulements de l'induit crée un champ magnétique rotatif qui induit un courant dans les conducteurs de la cage.

La réaction magnétique entre ce champ rotatif et les conducteurs du rotor fait tourner le rotor.

Si celui-ci tourne à la même vitesse que le champ magnétique, aucun courant ne sera induit.

C'est pourquoi le rotor ne doit pas tourner à une vitesse synchrone.

En général, les vitesses de rotation du rotor et du champ diffèrent d'environ 2 à 5 p.

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