Alternateur : Production d'électricité - Cours

Production de l’électricité
 L’alternateur :
1. Définition
Les alternateurs alimentent les récepteurs électriques (gestion moteur,
éclairage…) quand le moteur thermique fonctionne. Il permet d’obtenir de
l’énergie électrique à partir d’un mouvement de rotation du moteur thermique
accouple avec l’alternateur. Ainsi l’alternateur est une machine qui transforme
une énergie cinétique en électricité, puis il convertit l’énergie mécanique et
magnétique, en courant et tension alternative.
 Fonction globale :
Cette fonction est réalisée par le rotor et le stator de l’alternateur. L’inducteur,
alimente en courant continu et mis en rotation, crée un champ magnétique
tournant qui induit dans les trois faisceaux enroulement du stator les forces
électromotrices. La fonction globale du système est réalisée par les fonctions
composantes suivantes.
1. Rôles des différents composants
Un alternateur est composé essentiellement :
- Le stator : Il est composé de la carcasse, du circuit magnétique et des
bobinages.
- Le rotor : Il est composé d’un circuit magnétique, de masse polaire et du
bobinage polaire.

- Le régulateur : comme son nom l’indique il permet de réguler ou de
limiter la charger de la batterie en limitant la tension d’excitation de la
bobine du rotor
- La diode : les diodes de redressement permettent de transformer la
tension alternative produite en une tension continue
2. Le stator de l’alternateur
Le stator comprend un circuit magnétique constitué par un empilage de tôles en
forme de couronne, isolées les unes des autres pour limiter les courants de
Foucault. L’ensemble des couronnes avec leur isolation est fortement serré, il
constitue le circuit magnétique du stator. Dans sa partie intérieure, le circuit
magnétique comporte des encoches uniformément réparties dans lesquelles vient
se loger l’enroulement triphasé du stator. Le circuit magnétique du stator est en
fer afin d’augmenter le champ magnétique engendré par le rotor, il supporte le
bobinage du stator. Le bobinage d’un stator triphasé comprend trois bobines
décalées l’une par rapport à l’autre de 120°.Les deux extrémités de l’enroulement
aboutissent chacune à une borne à la plaque de bornes de la machine. Elles
constituent l’entrée et la sortie de l’enroulement. Elles ne sont pas connectées
ensemble : l’enroulement est ouvert. C’est à l’utilisateur de réaliser le couplage.
Parce que l’induit est fixe, on peut isoler fortement ses conducteurs ; aussi,
construit-on des alternateurs qui produisent des f.é.m. atteignant jusqu’à 15 000
volts.
1) Bâti ou carcasse
2) bobinage ou enroulement
3) circuit magnétique
1
2
3

3. Le rotor de l’alternateur
Le rotor tourne à l’intérieur du stator immobile. Il comporte un noyau sur lequel
est enroulé un bobinage. Ce bobinage est relié à deux bagues collectrices sur
lequel portent les balais. Le champ magnétique provoque par le passage du
courant dans la bobine est canalisé par deux pièces polaires. Ces pièces polaires
déterminent un ensemble de plusieurs aimants. Lorsque la bobine est parcourue
par un courant, il est créé un champ magnétique dans les pôles. Ce champ
magnétique est proportionnel aux nombres de spires de la bobine et à la valeur de
ce courant. B=k n^ I. L’ensemble de ces courant produis un champ tournant dans
le même sens et à la même vitesse que le rotor. Le champ rotor est proportionnel
au courant d’excitation ; le stator est proportionnel au courant dans les phases de
l’enroulement du stator.