Fonctionnement du moteur électrique selon ses types

Fonctionnement des différents types de moteurs électriques

Il est présent dans tous les types de voitures, qu'elles soient hybrides, 100% électriques, à hydrogène... Même les voitures essence ou diesel en ont une, même si ce n'est que le démarreur. Par conséquent, nous allons ici vous parler de la fonctionnement du moteur électrique en tenant compte des types existants.

La première chose que vous devez savoir est que les moteurs électriques habituels dans les voitures sont : le moteur à induction, l' moteur synchrone à aimants permanents et l' moteur synchrone à réluctance commutée. Tous sont à courant alternatif, à haut ou très haut rendement et performances.

Parties d'un moteur électrique

Pour comprendre le fonctionnement d'un moteur électrique, il est utile de connaître ses composants de base. Ils sont communs à tous les moteurs électriques et la liste est courte par rapport à celle d'un moteur thermique classique :

  • Axe: est auquel nous pouvons connecter tout ce que nous voulons déplacer. Par exemple : une roue, une poulie, un pignon denté, etc.
  • Ventilador: tourne avec l'arbre pour refroidir le moteur lorsqu'il tourne
  • logement: Il semble être une pièce sans importance, mais en réalité il est crucial pour le refroidissement grâce à ses ailettes qui augmentent la surface en contact avec l'air afin que le ventilateur dissipe mieux la chaleur. Bien qu'il existe également des moteurs refroidis par eau (photo du moteur électrique synchrone à aimants permanents ci-dessous)
  • Roulements: Comme tout appareil qui doit tourner efficacement, le moteur électrique possède des roulements pour qu'il tourne avec le moins de frottement possible. Bien sûr, les voitures les portent aussi, par exemple, sur les roues.
  • Rotor: est la partie du moteur électrique qui tourne parce qu'elle réagit à l'électromagnétisme.
  • propriétaire: Bien que beaucoup disent que le cœur du moteur électrique est le rotor, en réalité le cœur est le stator. Il a des bobines qui génèrent les champs magnétiques qui feront tourner le rotor.
  • boîte à bornes électrique: se charge de répartir le courant entre les bobines du rotor afin que son champ magnétique varie et puisse faire tourner le rotor.

Fonctionnement du moteur électrique à induction

Fonctionnement d'un moteur électrique à induction

La première chose à comprendre est que un courant électrique génère toujours un champ magnétique. Même les câbles que vous avez chez vous, comme ceux qui alimentent la télévision, le réfrigérateur ou l'ordinateur portable, génèrent du magnétisme, même s'il est très faible.

Comme nous l'avons expliqué dans l'article sur le solénoïde, une forme de intensifier ce champ magnétique enroule le câble à former une bobine. Dans ce cas, il est non seulement fortement intensifié, mais crée également deux pôles, un positif et un négatif. Le placement de ces pôles dépendra du fait que le courant soit positif ou négatif. C'est-à-dire s'il circule dans un sens ou dans un autre.

A cela, il faut ajouter un effet curieux, c'est que lors du passage du courant alternatif (changeant continuellement de direction) ces pôles changent alternativement de côté. Quelque chose de très important pour le fonctionnement d'un moteur électrique à induction.

El le fonctionnement de ces moteurs repose sur deux effets concepts très simples de l'électromagnétisme : attraction et induction magnétiques.

  • La attraction magnétique c'est simplement le fait que les opposés s'attirent et que les goûts se repoussent.
  • La induction C'est la capacité d'un champ électromagnétique à induire un courant dans un autre sans se toucher. Si nous prenons une bobine de fils comme celle que nous avons décrite précédemment et y faisons passer un courant alternatif, cela générera un champ magnétique dont les pôles changeront constamment de place. Si nous la rapprochons d'une autre bobine, elle y induira un courant alternatif sans que les fils ne se touchent.

Cela dit, il est facile de déduire une réaction : comme maintenant la deuxième bobine a aussi du courant alternatif, il générera également son propre champ magnétique avec son pôle positif et négatif.

Tesla Model S utilise des moteurs à induction pour son fonctionnement

Voici l'ensemble du kit de la question avec le moteur à induction : le courant passe à travers les bobines du stator de sorte qu'avec son champ magnétique induire du courant dans les circuits du rotor. Cela crée son propre champ magnétique qui interagit avec celui du stator. Le rotor tourne librement, de sorte que les pôles des deux ont tendance à s'aligner afin que leurs pôles positif et négatif soient aussi proches que possible.

Nous avons déjà généré un mouvement même s'il est momentané. Maintenant pour faire tourner le rotor plusieurs bobines sont utilisées dans le stator qui entourent le rotor. Ils changeront de polarité pour attirer le rotor, ne le laissant jamais les atteindre.. Plus vite nous alternons la polarité des bobines, plus vite le rotor tournera.

En précisant un peu plus, les moteurs électriques à induction actuels sont généralement triphasés. C'est-à-dire qu'il a trois jeux de bobines qui alternent pour attirer les circuits du rotor pour le faire tourner. Les moteurs électriques biphasés (deux ensembles de bobines) étaient utilisés dans le passé, mais ils sont tombés en désuétude.

Fonctionnement du moteur électrique synchrone à aimants permanents

Fonctionnement d'un moteur synchrone à aimants permanents

Ces moteurs ont un stator qui fonctionne de la même manière que l'induction. C'est-à-dire avec plusieurs jeux de bobines qui alternent leurs pôles magnétiques grâce au courant alternatif. Ainsi ils tirent sur les circuits du rotor pour le faire tourner.

Pour sa part, rotor est complètement différent parce que leurs bobines ont leur propre courant. Cependant, dans votre cas, il s'agit d'un courant continuDonc la polarité des bobines est fixe. Ses pôles sont toujours dans la même disposition.

Comment pouvez-vous imaginer, si les pôles du stator varient, ils attireront les pôles fixes du rotor vers une nouvelle position. Ainsi, il réalise le mouvement nécessaire pour déplacer une voiture ou l'appareil que vous souhaitez.

Le fonctionnement d'un moteur électrique à aimants permanents convient à certaines voitures électriques comme la e-Golf

Fonctionnement du moteur électrique synchrone réticence commutée

On retrouve ici un moteur différent des précédents. Son stator a des bobines qui s'allument et s'éteignent par paires diamétralement opposées. (sans changer sa polarité). Le rotor n'a aucun type de circuit ou de bobine, juste du métal en forme de croix ou d'étoile avec des points pairs. Quand tuune paire de bobines de stator opposées s'allume, le rotor tend à s'orienter de telle sorte que deux de ses points diamétralement opposés soient pointant vers la paire de bobines sur.

Le mouvement est généré parce que les paires de bobines sont allumées consécutivement et le rotor tourne pour placer leurs pintes face à eux.

Si vous voulez en savoir plus sur ces moteurs et sur les marques qui les proposent, jetez un œil à l'article :

Comment fonctionne une voiture électrique ?
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Les moteurs à réluctance commutée fonctionnent bien pour les voitures à faible puissance

En fin de compte

Ces trois types de moteurs se retrouvent dans la plupart des véhicules équipés d'une forme ou d'une autre de propulsion électrique. Même le moteur à hydrogène, grand concurrent de la voiture électrique, nécessite un moteur électrique pour fonctionner.

Le moteur électrique est une pièce maîtresse des nouvelles voitures « écologiques » qui arrivent sur le marché, freinage régénératif, moteurs hybrides, voitures 100% électriques. Toutes ces technologies reposent sur un simple moteur électrique.

Par conséquent il est important de garder à l'esprit leur fonctionnement, puisque demain nous en aurons sûrement un dans la voiture (en réalité nous avons déjà quelque chose de similaire, qui est l'alternateur, mais c'est une autre histoire).

Tout d'abord, nous devons être clairs sur un concept physique très important, si un conducteur (imaginez un câble) à travers lequel passe l'électricité, est introduit dans un champ magnétique, des forces électromagnétiques apparaîtront sur celui-ci.

Ainsi, le moteur est composé d'un rotor, ou arbre qui fera office d'entraînement, et d'un stator, où seront logés les électro-aimants qui le feront tourner.

Le stator est indispensable au fonctionnement d'un moteur électrique

Avantages de ces moteurs électriques

Outre le fait qu'en principe, moteurs électriques ils ne produisent pas d'émissions (rappelons que l'électricité provient finalement de centrales électriques qui produisent des émissions), Ils présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux moteurs conventionnels.:

  • Ils ont un poids et une taille plus petits pour la même puissance
  • Son couple est élevé et constant (dans les moteurs à combustion il commence à chuter à partir d'une certaine vitesse de rotation)
  • Son rendement est de 75 % (dans les moteurs à combustion interne, il est d'environ 30 ou 40 %)
  • Ils peuvent être de n'importe quelle taille

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      Saints dit

    brut

      alfonso dit

    très illustratif et très utile, continuez à faire plus de messages

      david dit

    Quoi de neuf, je suis électricien enrouleur et je répare des moteurs électriques
    J'espère qu'ils sont utilisés dans les voitures pour que je puisse avoir plus de travail

      jordi dit

    Je l'ai aimé, très utile, ne changez pas, continuez

      Fabrice_12 dit

    c'est une merde un caca