IV.1 Les moteurs électriques
IV.1.1 Introduction sur le magnétisme
a. Notion de magnétisme
| Le champ magnétique existe à l’état naturel, c’est le champs magnétique terrestre. Les aimants sont des éléments qui produisent un champ magnétique. Les courants électriques parcourant un conducteur électrique ou mieux encore une bobine produisent des champs magnétiques. |  |
b. Force et champ magnétique :
| Un conducteur parcouru par un courant I et placé dans un champ magnétique B est soumis à une force d’intensité F. C’est la loi de Laplace. Son orientation se détermine à l’aide de la règle des trois doigts de la main droite. C’est ce principe qui est mis en oeuvre dans les moteurs à courant continu. |
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IV.1.2 Le moteur à courant continu
Ce moteur est utilisé plutôt pour les petites puissances. Ce moteur est facile à piloter en variation de vitesse.
Cette machine est constituée :
- d’une partie fixe le stator ou inducteur (1) et une partie tournante, le rotor ou induit (2) séparées par un entrefer (3). Le stator et le rotor sont constitués par un assemblage de tôles afin de limiter les pertes par courants de Foucault et par hystérésis ;
- d’un circuit inducteur, qui est la source de champ magnétique. Il peut être formé soit par des aimants en ferrite (4), soit par des bobines inductrices (5) en série (électroaimants). Les bobines sont placées autour de noyaux polaires(6). La machine est dite bipolaire si elle ne comporte qu’un pôle Nord et un pôle Sud ;
- d’un circuit induit au rotor. Il est formé de conducteurs logés dans des encoches (7)
-d’un collecteur (8) qui, associé aux balais (9), permet de relier le circuit électrique rotorique de l’induit à un circuit électrique extérieur à la machine. Le collecteur est un ensemble de lames de cuivre isolées latéralement les unes des autres, réunies aux conducteurs de l’induit en certains points. Les balais, portés par le stator, frottent sur les lames du collecteur, et permettent d’établir une liaison électrique entre l’induit qui tourne et l’extérieur de la machine qui est fixe.
Le symbole et le schéma sont:
Exemple de commande d'un moteur à courant continu avec 2 sens de rotation
IV.1.3 Le moteur asynchrone
Le stator bobiné est composé de trois bobines qui créent 3 champs magnétiques. Ces bobines étant alimentées par un système de courants triphasés créent chacune un champ magnétique variable. La composition de ces trois champs magnétiques crée un champ magnétique tournant qui entraîne le rotor en rotation par la création d’une force électromagnétique.
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a. Constitution:
b. Vitesse de rotation:
Si Ns est la vitesse en tr/s du champ magnétique tournant, quelle sera sa valeur en tr/min pour un moteur à 8 pôles s’il est alimenté par le réseau britannique en 60 Hz ?
Ns = 15 tr/s car f = 60 Hz et p = 4 donc Ns = 900 tr/min
c. Symbole
IV.1.4 Le moteur pas à pas
Un moteur pas à pas est un moteur qui est alimenté en courant continu. Son rotor est constitué de N pôles magnétiques (Nord et Sud). Son Stator est constitué de bobines qui sont alimentées par un circuit électronique les unes à la suite des autres pour créer des pôles nord et sud en fonction du sens d’alimentation. On trouve par exemple ce type de moteur dans les imprimantes jet d’encre pour déplacer les têtes d’impression ou entraîner le papier.
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Symbole
IV.1.5 Le moteur universel
Un moteur universel est un moteur à courant continu dont l’inducteur est branché en série avec l’induit. Il est alimenté en courant alternatif 230V ~ mais il fonctionne aussi en courant continu (d'où son nom d'universel).
Ce moteur est très utilisé dans les jouets et le petit électroménager.
IV.1.6 Le moteur alternatif monophasé
Très utilisé dans l'électroménager pour des puissance inférieure à 1 KW, il fonctionne sur un principe de base similaire que le moteur asynchrone triphasé mais nécessite l'ajout d'un condensateur pour permettre son démarrage.
Le moteur est constitué :
- d'une bobine principale.
- d'un circuit auxiliaire constitué d'une bobine (placées à 90° par rapport à l'autre bobine) branchée en série avec un condensateur.
La bobine principale et le circuit auxiliaire sont alimentés par la même tension monophasé.
Le condensateur provoque dans la bobine du circuit auxiliaire, le déphasage nécessaire à la création du champ tournant.
Condensateur
