Principes de base de l’élaboration des générateurs électriques électromagnétiques tournants.

1.       Fonction : 

Convertir l’énergie mécanique en énergie électrique grâce à un induit tournant.

2.       Principe électrique utilisé : 

Loi de Laplace. Il y a interaction entre un champ magnétique et une intensité.

-       Si deux éléments sont imposés, il y aura induction et création du troisième. 

-       Trois combinaisons sont possibles : 

B, I  imposées  Þ F générée  Þ  Moteur.

B, F imposées  Þ I  induite     Þ Génératrice.

F, I  imposées  Þ B générée   Þ Non utilisé.   

3.       Exemples d’utilisations

3.1    Génératrices à courant continu.(Dynamo) 

L’intensité est induite et portée par des spires montées sur le rotor et récupérée par un collecteur à charbons.

L’induction magnétique est produite par des inducteurs fixes sur le stator, alimentés en continu.

    Force électromotrice produite ( règle principale) :  

                                      

 

Remarque importante : 

La manière dont sont alimentés les inducteurs donne le nom à la machine. 

-       Génératrice à excitation parallèle ou « schunt », les inducteurs sont alimentés en parallèle avec l’induit et présente une résistance importante. La force électromotrice dépend de la vitesse de rotation de la machine et du flux magnétique total.

 

-       Génératrice à excitation série, Ce type de génératrice n’est pas utilisé industriellement, mais le principe est utilisé pour compenser les chutes de tension constatées dans les génératrice à excitation parallèle.   

-       Génératrice à excitation composée ou « compount », il y a deux types d’inducteurs : les inducteurs « parallèles », qui sont alimentés en parallèle avec l’induit et les inducteurs « séries »  qui sont alimentés, en série avec l’ensemble induit-inducteurs parallèle . Plus la génératrice dédite de l’intensité, plus l’induction produite par ces derniers est importante. Les inducteurs « série » compensent les pertes de tension en charge de l’induit, dans les limites des possibilités.

Application de la loi de Lenz et de celle de la main droite :

      

  Fem produite par une bobine :

 

La production de l’énergie est intermittente ; de ce fait, plusieurs bobines sont positionnées sur le rotor, de façon à compenser les manques de productions. ( à combler les trous) 

L’ensemble obtenu, se rapproche d’une production continu. Plus le nombre des sections est important, plus le courant fourni est constant dans le temps.

 

3.2    Génératrices alternatives. 

Il existe une règle qui se démontre, liant  la fréquence du réseau, le nombre de paires de pôles (p) et la vitesse de synchronisme en tours par secondes (n) :  

f = p . n 

Il y a interactions de champ magnétique et d’intensité, les lois de Laplace s’appliquent. 

Il y a création d’un champ magnétique tournant par des inducteurs placés sur le rotor de la machine . Ces inducteurs sont constitués d’une série, soit d’électro-aimants alimentés en courant continu, soit d’aimants permanents. Le rotor prend alors le nom de « roue polaire » 

Sur le stator se trouvent une suite d’enroulements , ils constituent l’induit.

Les enroulements sont décalés l’un des l’autre, d’un angle égal à 360°/ nombre d’enroulements  

Chacun des enroulement est réuni par un point nommé « Neutre » et chacun des enroulements constitue une « phase ». 

Lorsque le champ tournant se présente face à un des enroulements de l’induit, il y a induction d’un force électromotrice dans celui-ci. 

La fem. produite sera alternative puisque la variation de flux magnétique est alternative.

Les fems produites seront toutes déphasées d’un angle égal à celui de la disposition des enroulements dans le stator. 

En principe, les alternateurs industriels produisent du triphasé.

 

        Forces électromotrices produites :

Remarque : 

Il existe des alternateurs hexaphasés qui alimentent (après redressement) les batteries des véhicules à essence .

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