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L’alternateur
̶
Electrotechnique

Electrotechnique 2 L’alternateur
Table des matières
1 L’alternateur .................................................................................................................... 3
1.1 Sa conception .......................................................................................................... 3
1.2 L’induit ..................................................................................................................... 4
1.2.1 L’enroulement d’excitation ................................................................................ 4
1.2.2 Les griffes ......................................................................................................... 4
1.2.3 Les bagues collectrices .................................................................................... 4
1.2.4 Les charbons .................................................................................................... 4
1.2.5 Le régulateur de tension ................................................................................... 4
1.2.6 La plaque de ponts ........................................................................................... 4
1.2.7 Le ventilateur .................................................................................................... 5
2 Son fonctionnement ........................................................................................................ 5
2.1 Le circuit de pré-excitation ....................................................................................... 5
2.2 Le circuit d’excitation ............................................................................................... 6
2.3 Le circuit de charge ................................................................................................. 6
3 La régulation de tension .................................................................................................. 7
3.1 La pleine onde ......................................................................................................... 7
4 La régulation de courant ................................................................................................. 7

Electrotechnique 3 L’alternateur
1 L’alternateur
Appelé également générateur triphasé. L’alternateur fournit au véhicule le courant pour tous
les consommateurs (récepteur) et maintient la batterie chargée. Pour dimensionner
correctement l’alternateur, on calcule le bilan de charge à l’aide d’un cycle de conduite
théorique. On va prendre en compte l’évolution des conditions de circulation, l’augmentation
constante de la consommation énergétique telle que la climatisation, le confort, la sécurité
ainsi que le climat. Il est important, par exemple, que l’on puisse en hiver chauffer le véhicule
tous feux allumés prit dans un bouchon… De ce fait, l’alternateur doit donner à bas régime
environ un 1/3 de sa puissance nominale. Ceci est possible grâce à son bon rendement
électromagnétique et à la possibilité de démultiplier son régime par rapport au régime moteur
1:2, à 1:3 pour les véhicules de tourisme et jusqu’à 1:5 sur les utilitaires.
De nos jours, un alternateur doit pouvoir fournir une puissance de 400W à plus de 1600W.
Plus l’alternateur est puissant, plus il a tendance à chauffer, c’est pourquoi les alternateurs
les plus puissants sont conçus pour être refroidis par le circuit de refroidissement du véhicule.
Le plus souvent les alternateurs sont refroidis par un ou plusieurs ventilateurs internes ou
externes.
En résumé un bon alternateur doit être :
• Compact afin de faciliter sa mise en place sous le capot
• Peu coûteux
• Fiable
• Puissance élevée
• Peu bruyant
• Résistant aux influences extérieures (vibrations, humidité etc.)
Et avoir :
• Une grande intensité disponible dés le ralenti
• Un bon rendement
1.1 Sa conception

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1.2 L’induit
Il s’agit de trois bobinages décalés de 120 degrés. Appelé également le stator. Il fournit, via
le pont redresseur, le courant au véhicule. Les bobinages peuvent être branchés en étoile ou
en triangle. En étoile, l’ampérage sera plus facilement limité mais son amorçage facilité. En
triangle, il est plus facile d’exploiter de fortes intensités.
1.2.1 L’enroulement d’excitation
Il renforce le champ magnétique.
1.2.2 Les griffes
Avec l’enroulement d’excitation, il forme le
rotor, appelé également l’inducteur. C’est
la rotation de l’ensemble qui crée un
champ magnétique et induit un courant
dans l’induit.
1.2.3 Les bagues collectrices
Elles sont au nombre de deux et
transmettent le courant à l’enroulement
d’excitation ; une pour l’alimentation et une
pour la mise à la masse.
1.2.4 Les charbons
Ils transmettent aux bagues collectrices le courant d’excitation. Un charbon pour le plus et
un pour la masse.
1.2.5 Le régulateur de tension
Il autorise ou non l’alimentation de l’enroulement d’excitation en commandant sa mise à la
masse. Une diode « Zener » peut être également montée afin d’éviter les pointes de
surtension.
1.2.6 La plaque de ponts
Elle reçoit les diodes de redressement positives et négatives. Cet
ensemble s’appelle le pont de « Gretz ». Il assure le
redressement du courant et empêche que la batterie ne se
décharge via l’induit lorsque le moteur est à l’arrêt. La plaque de
pont reçoit également les diodes positives d’excitations. Parfois,
sur un montage en étoile, on monte un couple de diodes
supplémentaire pour récupérer la tension générée par le point
nodal de l’induit. On l’appelle la troisième harmonique.

Electrotechnique 5 L’alternateur
1.2.7 Le ventilateur
Il est la plupart du temps situé à l’extérieur de l’alternateur.
Solidaire de l’axe d’entraînement, il refroidit l’alternateur par
circulation d’air. On peut constater sur l’image ci-contre que
ses pâles ne sont pas régulières les unes par rapport aux
autres. On casse ainsi la fréquence de pulsation de l’air
empêchant toutes résonnances. Même si ce montage est
fréquent, il n’est pas rare de trouver des ventilateurs
symétriques.
2 Son fonctionnement
2.1 Le circuit de pré-excitation
Si l’on veut pouvoir amorcer l’alternateur dès le démarrage du moteur, il est impératif
d’utiliser un circuit de pré-excitation. La rémanence (magnétisme résiduel) dans
l’enroulement d’excitation est trop faible pour créer le champ magnétique indispensable à
son amorçage. Celui-ci ne peut se produire que si l’alternateur fournit une tension supérieure
à la chute de tension des deux diodes, soit environ 1,4 volt (0,7 volt par diode).
La lampe de témoinde charge, en plus de signaler un éventuel problème de charge, définit le
courant qui traverse l’enroulement d’excitation. Actuellement, la lampe témoin du tableau de
bord a largement tendance à être remplacée par une « L.E.D. » commandée par le boîtier
électronique. Dans ce montage, le courant de pré-excitation est directement transmis par le
boîtier de gestion. Ce dernier gère également l’allumage de la L.E.D. témoin de charge.
Dans les systèmes plus anciens, la lampe va s’éteindre lorsque la tension sur ces deux
bornes est identique. Plus de différence de potentiel, et donc, plus de circulation de courant.
L’ordre de grandeur de puissance du courant de pré-excitation est d’environ 2 Watts pour un
circuit 12 volts et d’environ 3 Watts pour un circuit 24 volts.