électricité

ÉLECTRICITÉ
Les démarreurs
Les alternateurs et le circuit de charge

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LES DÉMARREURS
Description du dispositif de démarrage.
Le démarrage des moteurs à combustion est assuré essentiellement par des moteurs électriques. La
batterie alimente directement le relais du démarreur à la borne 30. Le conducteur, à l'aide de la clé de
contact actionne l'interrupteur d'allumage/démarrage.
Couronne de
démarrage
Pignon
lanceur
Interrupteur
d'allumage/démarrage
Relais de
démarreur
+
-
Relais pompe
à essence
ÉLÉMENTS COMPOSANTS LE CIRCUIT DE DÉMARRAGE
L'interrupteur permet de commander le relais du démarreur, le relais laisse passer le courant vers le
moteur électrique, il permet l'engrènement du pignon lanceur dans la couronne de démarrage. Le
couple fourni par le démarreur est transmis à la couronne fixée sur le vilebrequin.
Conditions de démarrage.
Les moteurs à combustion ne peuvent pas se mettre en marche par leur propre énergie comme c'est
le cas pour les moteurs électriques (ou les machines à vapeur), ils ont besoin d'un dispositif
indépendant, le démarreur.
Les résistances dues à la compression, au frottement des pistons et des paliers doivent être
vaincues. Ces résistances dépendent du type de construction du moteur (cycles Otto ou diesel), du
nombre de cylindres, du lubrifiant et de la température du moteur. Pour former le mélange
air/carburant ou pour atteindre la température d'auto-allumage du diesel, le démarreur doit entraîner
le moteur a une fréquence de rotation minimum d'environ 80 tr/min pour le moteur à essence et
d'environ 120 tr/min pour le diesel.
Lors de la phase initiale du démarrage, la fréquence de rotation du démarreur est nulle; l'intensité du
courant qui circule dans le démarreur est très élevée produisant un moment de rotation important au
pignon de lancement. Cette forte consommation de courant produit une chute de la tension de la
batterie limitant la tension fournie au démarreur. Cette situation s'amplifie lorsque la température
ambiante est basse, car les résistances de frottement sont plus importantes, la viscosité de l'huile
augmente et la puissance que peut fournir la batterie diminue.
La température la plus basse permettant sans difficulté le lancement d'un moteur à essence se situe
entre -18°C et -25°C, elle est un peu inférieure pour un moteur diesel.

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Principe du moteur électrique.
Le passage du courant électrique dans un conducteur crée un champ magnétique autour de celui-ci.
Les moteurs électriques utilisent le champ magnétique créé par le passage du courant:
sens du courant
sens du champ
magnétique
N
S
+
-
Un conducteur traversé par un courant électrique
reçoit une force mécanique lorsqu'il est plongé dans
un champ magnétique externe (champ inducteur).
En effet, le champ magnétique engendré par le
passage du courant provoque une distorsion des
lignes de force et provoque l'apparition d'une force
mécanique "F". C'est le phénomène qui est utilisé
dans les moteurs électriques.
Si ce conducteur forme une boucle, un couple de force
entraînera la rotation de la boucle et de son support (induit)
Rappel
La FCEM, force contre électromotrice, est une tension induite dans le rotor du moteur et qui s'oppose
à la tension d'alimentation. C'est cette FCEM qui explique la diminution du courant absorbé lorsque la
fréquence de rotation augmente.
N
S
F
F
F
N
S

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Le courant est amené à l'induit au moyen de balais en carbone frottant sur les lames du collecteur qui
assure ainsi la permutation du sens du courant.
En réalité, un moteur électrique se compose de plusieurs boucles permettant une rotation sans à-
coup de l'induit. Le démarreur possède environ vingt enroulements disposés sur la circonférence,
chaque extrémité de l'enroulement étant reliée à une lamelle de cuivre isolée des autres. L'ensemble
des lamelles forme le collecteur-commutateur. Elles sont alimentées par les balais.
Sur le schéma ci-dessous, trois boucles (enroulements) sont représentées, chaque extrémité des
boucles est séparée par une partie isolante.
+
-
N
S
Lamelle du collecteur
Isolation
Le champ inducteur peut être produit par:
• Des aimants permanents, des électro-aimants branchés en parallèle avec l'induit.
• Des électro-aimants branchés en série avec l'induit.
Souvent l'aimant permanent est remplacé par des masses polaires et plusieurs enroulements
d'excitation, ce sont des électroaimants. Avec ce système il est plus facile d'obtenir un moteur de
couple élevé.
Dans l'exemple ci-dessous les enroulements d'excitation sont reliés en série avec l'induit.
NS
Enroulement d'induit
Enroulement
d'excitation Enroulement
d'excitation
+-

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Type de moteur à excitation.
Moteur série.
Lorsque l'induit est bloqué l'intensité et le couple sont maximum, au fur et à mesure de l'augmentation
de la fréquence de rotation, la FCEM (force contre électromotrice) provoque une diminution de
l'intensité donc du couple. Lorsque le couple se rapproche de zéro, la fréquence de rotation
augmente jusqu'à la destruction de l'induit.
M
Caractéristiques
Conditions / Emplois