Prof Le circuit de charge Fonction globale La batterie stocke le courant utile au démarrage du véhicule. Lorsque le moteur tourne, il faut recharger la batterie et alimenter les circuits électriques du véhicule. Le circuit de charge transforme une partie de l’énergie mécanique du moteur en énergie électrique. L’ALTERNATEUR Les alternateurs produisent un courant alternatif 1 Prof fonction globale du système 2 Prof 3 Prof Le circuit de charge Principe de la transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique Un aimant permanent en rotation disposé devant une bobine crée un champ magnétique tournant. Le bobinage de fil isolé mis dans ce champ, fait apparaître aux bornes de cet enroulement un courant induit de forme sinusoïdale (courant alternatif). Courbe de tension durant une rotation 4 Prof Le circuit de charge Naissance des lignes du champ électromagnétique. Induit bipolaire à griffe 1) Pièce polaire 2) Noyau du bobinage 3) Bobinage de l’inducteur 4) Bague d’alimentation de la bobine (bague collectrice) 5 Prof Le circuit de charge Principe de production de courant dans l’alternateur. A : Ligne de magnétisation. B : Courant d’excitation de la batterie. C : Courant produit vers la batterie et les consommateurs. D : Induit électro aimant. E : Stator. L’induit est composé des demi roues polaires et de l’enroulement d’exitation.Il génère le champ magnétique. Le stator comporte trois enroulements indépendants les uns des autres. Ils sont décalés de 120° l’un par rapport à l’autre.La rotation de l’induit dans le stator produit des tensions alternatives de même ampleur. Le décalage des enroulements de 120° décale aussi les tensions de 120°. 6 Prof Le circuit de charge Formule du déphasage Balayage 10ms Calculer le déphasage entre U1 et U2 I = 1.5 x 0.01 s = 0.015s L= 6.5 x 0.01 s = 0.065s Formule: (I/L) x 360° Mode degree (0.015 / 0.065) x 360° = 83 ° A REMPLACER PAR CETTE FORMULE 7 Prof Le circuit de charge Représentation des alternateurs triphasés Une phase est constituée de plusieurs éléments bobinés, elle est représentée par une seule bobine (représentation normalisée) Dans le montage en triangle les phases sont reliées ensembles par leurs extrémités Dans le montage étoile, un point milieu relie les trois phases entre elles Quel que soit le montage triangle ou étoile, la forme de la tension est du triphasée sinusoïdale Le redressement et le lissage 8 Prof Le circuit de charge Le courant alternatif généré par l’alternateur ne peut être accumulée directement dans une batterie. La tension alternative doit être redressée voire transformée en courant continue. Type de diode d’alternateur Fonction : Elle laisse passer le courant que dans un sens et dans l’autre il est bloqué. Dans le sens passant il faut une tension minimale de seuil de 0.6volts, alors que le sens de non conduction elle peut arrêter une valeur de 400 volts. Symbole des diodes 9 Prof Le circuit de charge Trois diodes de redressement Les diodes de redressement bloque les demi ondes négatives et ne laissent passer que les demi ondes positives. Six diodes de redressement Pour récupérer les demi ondes négatives on place trois autres diodes négatives connectées inversement à la masse. L’écart entre les demi ondes positives est à présent comblé. 10 Prof Le circuit de charge La tension utile disponible Toute les demi ondes se situe cotés tension positive et constituent une tension ondulée donc de moins bonne qualité. La tension utile disponible se trouve au point d’intersection des demi ondes. Courbe tension avec un condensateur Pour supprimer les crêtes de la tension redressée on raccorde souvent un condensateur. La tension utile augmente et la courbe de tension est plus régulière et diminue le taux d’ondulation. 11 Prof Le circuit de charge Schéma de raccordement d’un alternateur Schéma électrique simple de l’alimentation de courant électrique 12 Prof Le circuit de charge Lampe témoin de contrôle + diode d’excitation Phase d’amorçage : Le circuit d’alimentation de l’inducteur passe par la lampe témoin au démarrage L’intensité est faible (limité par la résistance de la lampe) crée un champ magnétique La tension induite dans le stator permette de franchir la résistance des diodes du trio d’excitation. 13 Prof Le circuit de charge Phase charge La tension augmente au point (1), l’intensité d’excitation devient maximum Les tension B+ et D+ deviennent supérieures à la tension batterie L’alternateur fournit son propre courant par le trio d’excitation La différence de potentiel entre B+ et D+ devient nulle ; la lampe témoin s’éteint et signale le bon fonctionnement de l’alternateur Principe de la régulation La tension est inférieur à 13.5 V l’inducteur est relier à la masse (alternateur charge) La tension est supérieur à 15 V la masse de l’inducteur est momentanément interrompue (L’alternateur ne charge plus) La tension redevient inférieure à 15V l’inducteur est de nouveau relier à la masse (alternateur charge) 14 Prof Composition d’un circuit de régulateur électronique - un pont diviseur de tension (mesure la tension de sortie de l’alternateur) - Une diode qui sert de référence (diode zener) - Un ensemble de transistors qui permet la coupure ou l’alimentation de l’inducteur Mesure de la tension Le pont diviseur de tension est très souvent utilisé en électronique Donne une image précise de la tension et permet d'adapter une tension au circuit de contrôle de l'intensité d'excitation 15 Prof Comparer une référence 1) dans cette position la diode Zener conduit 2) Dans cette position la diode zener ne conduit pas jusqu'à la tension Vz de Zener qui peut varier en fonction du type de diode entre 2.4 et 270 volts Action sur l'intensité d'excitation Les transistors: 16 Prof Fonctionnement global du régulateur Phase 1 < Si Ubc UVz LA Dz n'est pas conductrice exemple : Uac: 10 volts - La tension sur la base de T1 est nulle et T1 se bloque - La tension alimente la base T2 et T2 est passant - L'enroulement de l'inducteur est passant, donc alimenté par un courant intensité proportionnel à UAC - l'alternateur charge Phase2 > si Ubc UVz la Dz devient conductrice Uac: 14.5 Volts - La base du transistor T1 est alimentée, le transistor T1 agit comme un interrupteur fermé - La base du transistor T2 n'est plus alimentée donc T2 se bloque. - Le circuit de l'inducteur est ouvert, l'alimentation est interrompue - L'alternateur ne charge plus -Pour éviter la destruction du transistor T1 lors de la coupure de l'inducteur on place une diode (roue libre) en parallèle pour dissiper la fem induite (force electro motrice) 17 Prof 18