Moteur électrique

Moteur électrique

Moteur électrique

Le moteur électrique est une machine électrotechnique qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique. C'est-à-dire que lorsque le moteur électrique est connecté à la source d'alimentation appropriée, il commence à tourner, ce qui commence également à faire tourner la machine ou la machine qui lui est associée. C'est-à-dire que cela fonctionne à l'inverse du générateur électrique, qui produit de l'énergie électrique avec de l'énergie mécanique.

Le moteur électrique a été rendu possible grâce aux découvertes de Franz Ernst Neumann et de James Clerk Maxwell. Ses découvertes ont été publiées dans les années 1841 et 1873.

Les moteurs électriques peuvent être distingués entre eux en fonction du type d'alimentation:

Le moteur électrique à courant continu peut être, à son tour, un moteur à induction permanente ou un moteur à induction continue. D'autre part, le moteur à courant alternatif peut être classé en tant que moteur universel, moteur synchrone ou moteur asynchrone. Outre ces classifications plus générales, il existe également d'autres types de moteurs plus modernes tels que les moteurs pas à pas et les moteurs linéaires.

Fonctionnement de moteurs électriques

Comment fonctionne un moteur électrique? Le fonctionnement d'un moteur électrique varie en fonction du type de moteur auquel ils appartiennent.

Fonctionnement d'un moteur à courant continu à induction permanente

Le moteur à courant continu est le moteur le plus simple. En partant de l'extérieur du moteur, on trouve:

  • Le carter ou le carter moteur, qui possède un système de fixation au banc ou au châssis. Dans le carter moteur se trouve un ensemble appelé stator ou inducteur formé d'un support de plaques et d'aimants ou d'électroaimants.
  • Le rotor, qui est formé par un noyau de plaques sur un axe qui supporte tout. L'arbre est entouré d'une série d'enroulements reliés aux deltas du capteur. À travers les deltas du capteur, le courant électrique est reçu. Tout cela est soutenu par les roulements situés aux extrémités du carter.
  • Sur le côté de l'arbre se trouve la poulie. La poulie est une couronne dentée ou un accouplement qui transmet l'énergie mécanique à utiliser.

Lorsque le courant passe dans les brosses vers le collecteur, un courant électrique est envoyé dans les conducteurs de bobine, qui, selon la règle de la main gauche (rappelez-vous qu'ils sont immergés dans le champ du stator), créent la force latérale, et la somme de tous nous donne le couple qui fait tourner le rotor ou le moteur. Le collecteur transmet du courant aux bobines appropriées afin que cette paire soit aussi forte que possible. Ce sont les moteurs qui se trouvent dans des dispositifs qui sont déplacés par des piles ou des piles.

Moteur à courant continu à induction variable et à courant alternatif universel

C'est la même chose que le moteur à induction permanente, mais dans ce cas, ce qui produit le champ sont des bobines qui fonctionnent comme un électro-aimant et qui sont connectées au rotor en série ou en parallèle. Ce moteur fonctionne également avec un courant alternatif monophasé. L'exemple le plus courant concerne les moteurs d'appareils électroménagers normaux.

Moteur électrique à courant alternatif asynchrone

Dans un moteur asynchrone, il existe trois groupes d'enroulements dans le stator. Ces enroulements correspondent aux trois phases du courant alternatif commercial et le rotor, à la place du collecteur, comporte trois anneaux reliés aux enroulements du rotor. Ce type de moteur électrique fonctionne selon le même principe, bien qu'en raison du déplacement entre phases, il se produise un champ tournant qui entraîne d'une certaine manière le rotor.

Un cas particulièrement utilisé est le moteur à cage d'écureuil, puisqu'il s'agit d'un moteur très simple. Dans lequel les deltas et les enroulements du rotor sont remplacés par des tiges avec des bagues aux extrémités joignant les tiges, d'où son nom.

Dans les moteurs alternatifs asynchrones, les enroulements peuvent être connectés de deux manières: en étoile, lorsqu'une extrémité des bobines est commune et que l'autre extrémité est connectée à chacune des phases. L'autre est dans un triangle lorsque les extrémités des bobines sont connectées l'une à l'autre et en une phase. L'échange de deux phases provoque l'inversion du sens de rotation.

C'est le moteur le plus utilisé dans l'industrie, avec le système de star star triangle.

Moteur électrique à courant alternatif synchrone

Le moteur synchrone est ainsi nommé car la vitesse de rotation est liée à la fréquence du courant d'alimentation. Cette caractéristique est due au fait que le rotor est alimenté en courant continu et qu'il est entraîné par le champ tournant qui produit les bobines du stator.

Normalement, ce moteur à courant alternatif porte une dynamo couplée sur le même arbre moteur pour alimenter le rotor. Comme la vitesse varie avec la fréquence et permet de fixer le couple avec une consommation minimale, son couplage à un oscillateur permet de faire varier la vitesse très facilement. Il est donc utilisé dans les systèmes de traction (AVE-TGV).

Moteur pas à pas

Le moteur pas à pas est alimenté en courant continu et le rotor contient une série d'aimants permanents entraînés par les bobines du stator, qui sont régies par une électronique de puissance déterminant l'angle de rotation, qui ont proportionnelles, elles sont extrêmement précises dans l'angle de rotation ou la position. Ces moteurs sont largement utilisés dans les servos de mouvement des machines à commande numérique, ou dans les moteurs de lecture / écriture des disques durs d'ordinateur.

Moteur linéaire

De manière générale, un moteur linéaire est un moteur asynchrone qui a été développé. Ainsi, au lieu de créer un couple de rotation, il crée un déplacement linéaire, par le déplacement des phases. Ces moteurs sont divisés en deux grands groupes:

  • L'accélération lente utilisée dans les transports Sky Train, Maglev, etc.
  • Accélération rapide DE utilisée dans des armes telles que des canons magnétiques et des artefacts de l'espace.

Dans la même catégorie et il y a les pompes à induction électromagnétiques qui permettent de circuler vers des fluides conducteurs. Les premiers essais ont été réalisés avec du mercure, puis avec un mélange de sodium et de potassium, en vue de la circulation de sodium pour le refroidissement dans certaines centrales nucléaires.

Histoire des moteurs électriques

En 1821, à la suite de la découverte du phénomène de l'électromagnétisme par le chimiste danois Hans Christian Ørsted, le physicien anglais Michael Faraday construisit deux appareils pour produire ce qu'il appelait une rotation électromagnétique. Ces dispositifs consistent en un mouvement circulaire continu d'un champ magnétique autour d'un fil. Lors de la démonstration, la première description était celle du moteur électrique actuel, à courant alternatif, qui avait été breveté en 1887 par le physicien serbe Nikola Tesla.

En 1822, Peter Barlow a créé la roue de Barlow. La roue de Barlow est un widget constitué d'un disque métallique coupé en étoile, dont les extrémités sont immergées dans un intervalle d'air contenant du mercure. La fonction du mercure est d'assurer le passage du courant.

Le premier commutateur utilisable a été inventé en 1832 par William Sturgeon. Plus tard, en 1834, M. Thomas Davenport fabriqua un moteur à courant continu avec cette invention. Le moteur à courant continu a été breveté en 1837. Le coût élevé des batteries n'a pas permis à ces moteurs électriques de connaître un succès initial important.

On ne sait pas qui est le père des machines asynchrones. Ce titre est contesté par trois inventeurs: Nikola Tesla, Galileo Ferraris et Michail Ossipowitsch.

En 1887, le physicien Nikola Tesla déposa un brevet sur la machine asynchrone. L'année suivante, il a présenté 5 autres brevets de machine électrique asynchrone. Pendant ce temps, Galileo Ferraris a publié les traités sur les machines tournantes. En 1885, Ferraris publia une expérience et publia ensuite une théorie sur le moteur asynchrone en avril 1888. Finalement, en 1889, un électricien allemand d'origine russe nommé Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski inventa le premier moteur asynchrone triphasé de la cage d'écureuil . Le dernier moteur électrique d'Aquet a été construit industriellement à partir de 1891.

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Dernier examen: 23 novembre 2018

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