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L'entrefer
Aussi clairement que son nom l'indique il s'agit de la distance entre fers !Le fer laisse passer le champ magnétique des milliers de fois mieux que l'air : chaque millimètre d'entrefer demande plus de courant pour aimanter, d'où plus de pertes (et, en alternatif, un moins bon cos φ). Toutefois il faut bien un minimum d'espace entre les conducteurs magnétiques sans quoi :
- Entre rotor et stator : aucune rotation possible !
- Entre noyaux de bobines : court-circuit magnétique et donc absence de pôles magnétiques !
Voici 2 illustrations :
À gauche, entrefer entre noyaux de bobines, à droite entre rotor et stator.
À gauche, entrefer entre noyaux de bobines, à droite entre rotor et stator.
Rappels sur les triangles
La somme des 3 angles de tout triangle est de 180°
Quelle que soit sa forme, tout triangle offre 180° de somme pour ses 3 angles
. Dans un triangle rectangle tel que ci-dessous :
Des règles spécifiques permettent de calculer les angles ou les côtés manquants.
- Le cosinusPetit mnémotechnique : adjacent inclus un c comme cosinus.
Ainsi, le ratio entre adjacent et hypoténuse est égal au cosinus de cet angle, ce qui permet avec une calculatrice (inverse cosinus) de retrouver l'angle : côté adjacent / hypoténuse - Le sinusNouveau mnémotechnique : opposé inclus un s comme sinus : côté opposé / hypoténuse
- La tangenteLa tangente est utilisée par les distributeurs de courant électrique, le cosinus pour les récepteurs : opposé / adjacent
Mesure 4 fils
L'illustration ci-dessous nous révèle 2 circuits :
Pourquoi ne pas mesurer la tension U directement sur le générateur d'intensité et économiser ainsi 2 fils ?
La résistance des fils acheminant la puissance ne doit pas être négligée, si R à mesurer vaut 1 Ω ; R fil peut engendrer 10% d'erreur (≃ 0.025 Ω par mètre pour du 0.75 mm², soit ≃ 0.05 Ω par mètre de câble aller-retour)
Par contre la boucle du voltmètre n’achemine quasiment aucune intensitéLa résistance des multimètres en position voltmètre est généralement de 10 MΩ ; quel que soit le calibre et le type de tension (continue ou alternative). Ainsi pour connaître R à mesurer on applique : R = U / I ; tout simplement !
Notez que même au niveau du raccordement des 4 fils il convient d'être prudent !
La photo ci-dessous représente un shuntRésistance très faible pour mesurer une intensité via la loi d'Ohm.
Ex : 0.001 Ω (1 mΩ) pour mesurer des centaines d'Ampères avec un voltmètre sur le calibre 200 mV : 1 mV = 1 A ; 150 mV = 150 A (150 mV / 0.001 Ω = 150 A) : notez la position des vis de raccordementLes fils de mesure au plus près de l'élément à contrôler et surtout pas au même endroit que la puissance pour ne pas fausser la mesure à cause des résistances de serrage et de contact !
Les fils noirs : la puissance, les blancs : la boucle de mesure du voltmètre... !
NB : Il existe une variante à 3 fils, dans ce cas la chute de tension dans un fil est mesurée et multipliée par 2 avant d'être soustraite tel que ci-dessous :
R sonde = [U - (2 × u)] / I
Variante la plus utilisée car plus économique (3 fils au lieu de 4), elle impose que les fils soient identiques ce qui est le cas lors de l'utilisation d'un câble !
- En noir gras le circuit alimenté par le générateur de courantGénérateur d'intensité ou prévoir une alimentation capable de travailler en court-circuit dans la mesure où la résistance à mesurer est faible
Le montage 4 fils ne se justifie que pour des résistances faibles (inférieures à 20 Ω) ou de grandes distances
Ou pour de la grande précision : sonde PT100
- En gris fin, le circuit de mesure avec le voltmètre.
Pourquoi ne pas mesurer la tension U directement sur le générateur d'intensité et économiser ainsi 2 fils ?
La résistance des fils acheminant la puissance ne doit pas être négligée, si R à mesurer vaut 1 Ω ; R fil peut engendrer 10% d'erreur (≃ 0.025 Ω par mètre pour du 0.75 mm², soit ≃ 0.05 Ω par mètre de câble aller-retour)
Par contre la boucle du voltmètre n’achemine quasiment aucune intensitéLa résistance des multimètres en position voltmètre est généralement de 10 MΩ ; quel que soit le calibre et le type de tension (continue ou alternative). Ainsi pour connaître R à mesurer on applique : R = U / I ; tout simplement !
Notez que même au niveau du raccordement des 4 fils il convient d'être prudent !
La photo ci-dessous représente un shuntRésistance très faible pour mesurer une intensité via la loi d'Ohm.
Ex : 0.001 Ω (1 mΩ) pour mesurer des centaines d'Ampères avec un voltmètre sur le calibre 200 mV : 1 mV = 1 A ; 150 mV = 150 A (150 mV / 0.001 Ω = 150 A) : notez la position des vis de raccordementLes fils de mesure au plus près de l'élément à contrôler et surtout pas au même endroit que la puissance pour ne pas fausser la mesure à cause des résistances de serrage et de contact !
Les fils noirs : la puissance, les blancs : la boucle de mesure du voltmètre... !
Une variante, la PT100 : 3 fils
NB : Il existe une variante à 3 fils, dans ce cas la chute de tension dans un fil est mesurée et multipliée par 2 avant d'être soustraite tel que ci-dessous :
R sonde = [U - (2 × u)] / I
Variante la plus utilisée car plus économique (3 fils au lieu de 4), elle impose que les fils soient identiques ce qui est le cas lors de l'utilisation d'un câble !
Outrunner, inrunner, disque
Les moteurs dont le rotor tourne autour du stator (ventilateurs..) sont dits 'outrunner' :
Ceux dont le rotor tourne au centre du stator sont appelés 'inrunner' :
Enfin il existe des moteurs 'disque' (à flux axial) : le rotor, un disque, tourne face au stator, sur le même axe. Recherchés pour leur couple dans très peu d'épaisseur, ils sont en revanche plus délicats à fabriquer.
Utiliser un thermique triphasé en monophasé
Les protections (relais) thermiques existent essentiellement pour des moteurs triphasés.Or le relais thermique mesure aussi le déséquilibre entre phases !
Ainsi, en omettant simplement d'utiliser un circuit (comme ci-dessus) il déclenchera systématiquement !
La solution est donc de réaliser la mise en série de 2 circuits avec l'un des conducteurs actifs :
Cours extrait du parcours :
Sherlock Volts
