Moteur électrique Article, Signification, Explication
Un moteur électrique est une machine produisant une force à partir de l'énergie électrique.
Un moteur électrique est une machine transformant de l'énergie électrique en travail, en énergie mécanique, ou couple (synonymes).
Le plus souvent, il utilise la conversion de la force électromagnétique en force électromotrice, qui est exploitable à partir d'un ou plusieurs enroulements (ou électro-aimants) et éventuellement d'un ou plusieurs aimants permanents.
=Moteurs rotatifs=
Moteurs à courant continu
Un des premiers moteurs électromagnétiques a été fabriqué par Michael Faraday en 1821.
- Il était composé d'un fil électrique dans un récipient de mercure. Un aimant permanent était placé au milieu du récipient. * Quand le courant passait à travers le fil électrique, le fil tournait autour de l'aimant, montrant que le courant génére un champ magnétique autour du fil électrique.
- Ce moteur rudimentaire est toujours utilisé pour des démonstrations dans les classes de physique, mais utilise du mercure qui peut être trés toxique.
Moteur de base ou moteur à excitation indépendante
Ce schéma rudimentaire n'est pas valable en régime transitoire.
Ri et Re sont respectivement les résistances du rotor et du stator
Ce schéma correspond aux équations électriques suivantes :
Si l'on pose : Cte . Bs = K, les équations du paragraphe précédent deviennent :
Le principal problème de ces moteurs vient de la liaison entre les balais, ou charbons le collecteur rotatif.
Réglage de la vitesse de rotation des moteurs asynchrones triphasés
[1]
Principe de fonctionnement
[1]
=Moteurs Linéaire=
Un moteur linéaire est essentiellement un moteur électrique qui « a été déroulé » de sorte qu'au lieu de produire un couple (rotation), il produise une force linéaire sur sa longueur en installant un champ électromagnétique de déplacement. Ils se divisent en ceux à accélération faible utilisés dans le transport aussi bien le Transrapid que le SkyTrain, et ceux à accélération rapide dans les armes comme le canon magnétique et les engins spatiaux.
C'est un article concernant le Moteur électrique. La page contient la signification du Moteur électrique , Description et explication au sujet de Moteur électrique Description sommaire
Un moteur électrique à courant continu est constitué :
Constitution et principes physiques
Le schéma de ce type de machine est donc le suivant :Schéma électrique idéalisé
D'autre part on a deux équations électromécaniques :
On peut montrer que les constantes sont les mêmes pour les deux lignes, ce qui implique :
Comment ça marche (descriptif)
Imaginons une machine électrique alimentée par une source de tension U. Lorsque le moteur tourne à vide (il ne fait pas d'effort) il n'y a pas besoin de fournir de couple, Ii est très faible et U ≈ E. La vitesse de rotation est proportionnelle à U.
Lorsque que l'on veut la faire travailler, cela la freine donc E diminue.
Comme U reste constante, le produit Ri.Ii augmente donc Ii augmente, donc le couple T augmente lui aussi et lutte contre la diminution de vitesse : c'est un couple moteur
Plus on le freine, plus le courant augmente pour lutter conte la diminution de vitesse. C'est pourquoi les moteurs à courant continu peuvent « griller » lorsque le rotor est bloqué.
Si une source d'énergie mécanique essaie d'augmenter la vitese de machine E augmente.
Comme U reste constante, le produit Ri.Ii devient négatif et augmente en valeur absolue, donc Ii augmente, donc le couple T augmente lui aussi et lutte contre l'augmentation de vitess : c'est un couple résistant
Le signe du courant ayant changé, le signe de la puissance consommée change lui aussi. La machine consomme une puissance négative, donc elle en fourni. Elle est devenue génératriceMoteur à excitation constante
C'est le cas le plus fréquent : Bs est constant car il est créé par des aimants permanents ou bien encore parce que Ue donc Ie sont constants.
Moteur Série
Dans le moteur série le stator est monté en série électrique avec le rotor.
les équations de la machine deviennent :
et la tension d'alimentation U = Ui + Ue
Moteur Shunt
Dans le moteur shunt le stator est monté en parallèle avec le rotor. Il n'y a pluqs rop d'application à ce montage
les équations de la machine deviennent :
Moteur Compound
Dans le moteur compound une partie du stator est monté en série électrique avec le rotor et une autre est de type parallèle ou shunt.
Avantages et inconvénients
Moteurs à courant alternatif
Les moteurs à courant alternatif sont des moteurs soit monophasés soit triphasés.
Il sont également asynchrone ou synchrone.Monophasé
Les moteurs universels
Ce sont des moteurs à courant continu de type « série » avec un stator feuilleté afin d'éviter que le courant statorique alternatif n'y induise trop de courant de Foucault. Ils sont utilisés dans des dispositifs exigeant un couple assez fort, tel que les robots de cuisine, l'outillage électroportatif de faible puissance (jusqu'à 1200 W) ou encore les aspirateurs.
La vitesse de ces moteurs peut être facilement réglée par un dispositif peu couteux tel que le gradateur (le même variateur qui sert à régler l'intensité lumineuse des luminaires)
Les moteurs asynchrones monophasés
Le moteur asynchrone (ou moteur à induction, mais ce terme est plus « anglo-saxon ») lorsqu'il est alimenté en monophasé nécessite un système de démarrage. il en existe de différente sorte ce qui détermine une différenciation de ces moteurs :
Il est bon de savoir qu'il existe un grand nombre de moteurs hybrides de toute sorte (par exemple « asynchrone synchronisé » dans les pompes de lave-vaiselle) et aussi que parfois, dans les appareils alimentés en alternatif, on utilise des petits moteurs à courant continu alimentés à travers un redresseur à diode (sèche cheveux, ...).Triphasée
Pour des applications de forte puissance, les moteurs alternatifs doivent être alimentés par des systèmes de courants polyphasés. Le système le plus fréquemment utilisé est alors le triphasé (c'est celui qui est utilisé par les distributeurs d'électricité)
Ils se déclinent en deux types de moteurs : les moteurs asynchrones et les moteurs synchrones. Ces deux machines ne diffèrent que par leurs rotors.
Le stator des machines triphasées est le siège d'un champ tournant créé par des enroulements décalés de 120° et reliés aux trois phases de l'alimentation électrique triphasée
Asynchrone
Inventé par Tesla c'est le plus utilisé car c'est actuellement le meilleur rapport qualité prix.
Ces moteurs étant les plus économiques, ils ont remplacé les moteurs à courant continu dans un très grand nombre d'applications. En effet leur défaut majeur était le peu de variation possible de leur vitesse mais, depuis les années 1980, sont apparus des variateurs (les onduleurs) qui permettent de faire varier la fréquence d'alimentation (et la tension afin de maintenir le rapport U/f constant) et donc la fréquence de rotation du moteur dans une large gamme.Synchrone
Lorsque le rotor est composé de trois enroulement alimentés chacun par une des trois phases, créant un champ magnétique tournant, permanent, on obtient un moteur synchrone.
Moteur synchrone
[1]Caractéristique communes
La vitesse de moteur à courant alternatif dépend principalement de la fréquence de rotation des phases et, du courant de fuite.
Moteurs pas à pas
Un autre genre de moteur électrique est le moteur pas à pas, où un rotor interne contenant les aimants permanents est commandé par un ensemble d'aimants externes qui sont commutés électroniquement. Un moteur pas à pas est entre un moteur électrique de courant continu et un solénoïde. Les moteurs pas à pas simples ont un nombre limité de positions, mais les moteurs pas à pas proportionnellement commandés peuvent être extrémement souples.
Ces moteurs commandés par ordinateur sont une des formes les plus souples de systèmes de positionnement, en particulier dans les piéces des systèmes servocommandé numérique, comme les moteur de positionnement des têtes de lecture des disques.
=Voir aussi=