Alternateur synchrone triphasé
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Alternateur synchrone triphasé à balais et 'diodes tournantes'
L'alternateur triphasé sinusoïdal en service
Cette vidéo mettant en oeuvre notre banc pédagogique alternateur triphasé
illustre complètement le lien entre vitesse, amplitude et fréquence du courant alternatif produit.- La tension de sortieL'amplitude en tension est liée notamment à la vitesse :
E = -Δ φ / Δ t (t pour temps pour 1 tous : 1/vitesse) est proportionnelle à la vitesse de rotation - La fréquence du courant triphaséF = 1 / t, La fréquence est inverse de la période (temps de révolution : 1 tour), F est donc proportionnelle à la vitesse en sortie est proportionnelle à la vitesse de rotation
- On peut modifier la tension (mais pas la fréquence) de sortie en jouant sur l'excitation
- Dans l'application automobile la fréquence n'est pas un critère puisque le courant est redresséPour charger la batterie 12 Volts de la voiture !
Alternateur triphasé à balais
Comme tout alternateur triphasé de faible à moyenne puissance, l'alternateur de voiture utilise 2 bagues pleines
pour alimenter le rotor en courant continu via des balaisLes fameux 'charbons' généralement constitués de graphite !
.Le rotor au centre est donc polarisé Nord Sud de manière sans changer de polarité et en tournant devant 3, 6, 9... bobinesAu minimum 3 mais par exemple 15 sur celui en vidéo
15 / 3 = 5 paires de pôles !
: il induit un courant triphasé au niveau du stator.Sur les autos, ce triphasé est redressé avec des diodes6 diodes pour un redressement double alternance (comme sera vu en vidéo) afin de limiter au maximum l'ondulation résiduelle !
pour produire un courant quasiment continu lisse.Enfin le régulateurLe régulateur est un dispositif électronique qui modifie la tension d'excitation de manière à éviter toute surtension en sortie.
E = - ΔΦ/Δt (Quand la vitesse augmente, le temps t diminue faisant > la tension E, pour compenser on va diminuer le flux Φ en diminuant la tension d'excitation !
est là pour adapter l'excitation à la charge électrique (consommation) ainsi qu'à la vitesseL'alternateur auto est entraîné par le moteur thermique dont la vitesse varie grandement !.Remarque : les alternateurs raccordés au réseau électrique tournent à vitesse constante pour maintenir une fréquence fixe de 50 ou 60 Hz selon les pays !
Alternateur double à 'diodes tournantes'
Les alternateurs industriels de forte puissance ont résolu le problème des balais :
Il n'y en a plus !
En réalité la machine est double et les 2 enroulements sont sur le même axe :
- Un premier alternateur A ici à gauche
- Le second de puissance B à droite
Fonctionnement :
- Un courant continu d'excitation U=Les U= et U= sur le dessin, tension continue mais ajustable pour l'adapter à la charge électrique que doit fournir le générateur est envoyé au stator de alternateur A
- Le rotor A est induit d'une tension alternativeDe fréquence élevée par la multiplication des bobines pour obtenir un signal redressé le plus lisse possible !
- Les diodes tournantesL'astuce est là : le rotor A produit de l'alternatif ~ et le rotor B doit recevoir du continu...
Les diodes sont solidaires de l'arbre et tournent avec les 2 rotors ! redressent ce signal alternatif - Redressé, ce signal alimente le rotor B en courant désormais continu
- Le rotor B soumet ainsi à son tour le stator B à un champ magnétique tournant
- Le stator B composé de 3, 6, 9...3 bobines s'il tourne à 3000 t/mn pour du 50 Hz,
6 bobines (2 paires de pôles) s'il tourne à 1500 tr/mn... bobines génère un courant triphasé
Les alternateurs industriels tournent à vitesse fixe
Invité, affichez le quiz :
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Cours extrait des stages : INDUSELEC & HABPROELEC
Stage : INDUSELEC
