Cours sur l alternateur prof
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L’ALTERNATEUR 1 - ROLE Courant excitation du régulateur Énergie électrique Énergie mécanique Chaleur Poussière Courant excitation du régulateur Énergie mécanique Transformer l’énergie mécanique en énergie électrique continue Énergie électrique Chaleur Poussière Alternateur 2 - COMPOSITION 7 6 5 1 Flasque arrière 2 Plateau porte diodes 3 Stator 4 Rotor 5 4 6 7 1 3 2 Flasque avant Ventilateur Poulie d’entraînement Identifiez les éléments sur cette vue Stator Rotor Flasque arrière Ventilateur Plateau porte diodes Flasque avant 3 – RAPPEL D’ELECTROMAGNETISME La variation du flux magnétique de l’aimant dans la bobine provoque une FEM. Cette FEM varie en tension et en fréquence en fonction du régime de rotation de l’aimant. Vrotation importante Vrotation faible Conclusion : Complétez le dessin suivant concernant l’expérience précédente. Énergie mécanique Transformer l’énergie mécanique de rotation de l’aimant en énergie électrique Énergie électrique C’est la base de fonctionnement de l’alternateur. Champ magnétique Récupération de la FEM Expérience Alternateur Aimant Rotor Bobine Stator L’élément qui provoque le champ magnétique s’appelle également l’inducteur L’élément sur lequel se créé la FEM s’appelle l’induit 4 – LE ROTOR • RAPPEL Passage d’un courant dans une bobine Création d’un champ magnétique Ce champ magnétique est d’autant plus intense que : - l’intensité du courant est importante - le nombre de spires de la bobine est important • FONCTIONNEMENT Bobine Masses polaires Pistes Le passage du courant dans la bobine provoque un champ magnétique et donc une griffe pôle nord et une griffe pôle sud. Nord La bobine est reliée aux pistes par une connexion interne Bobine Ce courant est amené à la bobine par l’intermédiaire de balais en contact avec les pistes. Sud 5 – LE STATOR • CONSTITUTION Il est constitué d’une série de bobines montées sur la périphérie de la carcasse. • RÔLE C’est dans le stator qu’est engendrée la FEM. Bobines Carcasse • PROBLEME La forme du courant en sortie du stator est sinusoïdale Or, la batterie n’accepte que du courant continu. Il faut le redresser. 6 – LE PONT REDRESSEUR La diode La lampe est allumée La lampe est éteinte La diode ne laisse passer le courant que dans un seul sens : le sens passant. Redressement d’un signal alternatif Quelque soit le type d’alimentation à l’entrée, le récepteur est toujours polarisé de la même manière Tension à l’entrée Tension à la sortie L’alternance négative est passée positive : le courant a été redressé Le courant est ondulé positif. PROBLEME : On conserve l’inconvénient d’ondulations prononcées qui ne conviennent toujours pas pour la batterie. Utilisation d’un rotor multi pôles. Rotor 2 pôles 1 alternance positive et une négative pour 1 tour de rotation du rotor Rotor 8 pôles 4 alternances positives et 4 négatives pour 1 tour de rotation du rotor N’oublions pas que grâce à l’utilisation de diodes, les alternances négatives deviennent positives. En automobile, les rotors possèdent 12 pôles. Utilisation d’un stator triphasé 3 bobines sont reliées entre elles. Devant passe le rotor (ici 2 pôles). Chacune leur tour, elles sont soumises aux influences de la variation du flux magnétique du rotor. La FEM engendrée dans le stator est donc décalée. N’oublions pas que le rôle des diodes est de passer les alternances négatives en alternances positives 2 types de montage existent en triphasé Collecteur Rotor Stator (inducteur) Redresseur (pont de diodes) Borne + Le montage étoile : les bobines sont toutes reliées en un même point : c’est le point milieu. A la sortie, il n’y a qu’un fil. Masse Balais Excitation Collecteur Rotor Stator (inducteur) Redresseur (pont de diodes) Borne + Le montage triangle : les bobines sont reliées entre elles. A la sortie, il y a deux fils. Masse Balais Excitation Redressement du courant triphasé Effectuez le cheminement du courant à l’intérieur du circuit Quelque soit l’alimentation, à la borne positive de la batterie n’arrive que le potentiel + alors qu’à la borne négative n’arrive que le potentiel - 7 – REALISATION DE L’ALTERNATEUR TRIPHASE L’alternateur moderne est composé d’un rotor 12 pôles (6 nord et 6 sud) et de 3 bobines (triphasé). Ces bobines sont plutôt des groupes de bobines reliées entre elles et disposées sur la périphérie du stator de telle manière à ce que les variations du champ magnétique du rotor soient ressenties de la même manière dans toute la phase. La variation de flux du pôle nord sur cette bobine bleue s’ajoute à celle du pôle sud de l’autre bobine bleue qui est torsadée dans l’autre sens. Le redressement d’un courant triphasé 12 pôles est celui-ci Seul le courant de crête est recueilli par la batterie. Problème : Si la forme du courant convient à la batterie, rien ne gère sa tension. Lorsque le moteur tournera lentement, la tension sera faible. Lorsque le moteur tournera vite, la tension sera importante. Il faut réguler la tension.
