Fonctionnement du moteur électrique
Le moteur électrique est un dispositif qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique. Il existe principalement trois types de moteurs électriques.
Moteur à courant continu (DC).
Moteur à induction.
Moteur synchrone.
Tous ces moteurs fonctionnent sur un principe plus ou moins similaire. Le fonctionnement du moteur électrique dépend principalement de l'interaction entre le champ magnétique et le courant.
Maintenant, nous allons discuter du principe de fonctionnement du moteur électrique un par un pour une meilleure compréhension du sujet.
Fonctionnement du moteur à courant continu (DC)
Le principe de fonctionnement du moteur à courant continu (DC) repose principalement sur la règle de la main gauche de Fleming. Dans un moteur DC de base, un armature est placé entre les pôles magnétiques. Si l'enroulement de l'armature est alimenté par une source DC externe, le courant commence à circuler dans les conducteurs de l'armature. Comme les conducteurs transportent du courant à l'intérieur d'un champ magnétique, ils subissent une force qui tend à faire tourner l'armature. Supposons que les conducteurs de l'armature sous les pôles N du magnétiseur de champ, transportent un courant vers le bas (croix) et ceux sous les pôles S transportent un courant vers le haut (points). En appliquant la règle de la main gauche de Fleming, on peut déterminer la direction de la force F, subie par le conducteur sous les pôles N et la force subie par les conducteurs sous les pôles S. On constate qu'à tout instant, les forces subies par les conducteurs sont dans une telle direction qu'elles tendent à faire tourner l'armature.
De plus, en raison de cette rotation, les conducteurs sous les pôles N passent sous les pôles S et les conducteurs sous les pôles S passent sous les pôles N. Tandis que les conducteurs passent des pôles N aux pôles S et des pôles S aux pôles N, la direction du courant qui les traverse est inversée par le collecteur.
En raison de cet inversement de courant, tous les conducteurs sous les pôles N transportent le courant vers le bas et tous les conducteurs sous les pôles S transportent le courant vers le haut, comme indiqué dans la figure. Ainsi, chaque conducteur sous les pôles N subit une force dans la même direction, et c'est également vrai pour les conducteurs sous les pôles S. Ce phénomène aide à développer un couple continu et unidirectionnel.
Fonctionnement du moteur à induction
Fonctionnement du moteur électrique dans le cas du moteur à induction est un peu différent de celui du moteur à courant continu. Dans un moteur à induction monophasé, lorsque l'alimentation monophasée est fournie à l'enroulement stator, un champ magnétique pulsant est produit, et dans un moteur à induction triphasé, lorsque l'alimentation triphasée est fournie à l'enroulement stator triphasé, un champ magnétique rotatif est produit. Le rotor d'un moteur à induction est soit de type enroulé, soit de type cage d'écureuil. Quel que soit le type de rotor, les conducteurs sur celui-ci sont court-circuités aux extrémités pour former une boucle fermée. En raison du champ magnétique rotatif, le flux passe par l'entrefer entre le rotor et le stator, balaye la surface du rotor et coupe donc les conducteurs du rotor.
Ainsi, selon la loi de Faraday de l'induction électromagnétique, il y aurait un courant induit circulant dans les conducteurs du rotor fermés. La quantité de courant induit est proportionnelle au taux de variation du flux lié avec le temps. De plus, ce taux de variation du flux lié est proportionnel à la vitesse relative entre le rotor et le champ magnétique rotatif. Selon la loi de Lenz, le rotor essaiera de réduire toute cause produisant un courant en lui. Ainsi, le rotor tourne et tente d'atteindre la vitesse du champ magnétique rotatif pour réduire la vitesse relative entre le rotor et le champ magnétique rotatif.
Principe de fonctionnement du moteur à induction triphasé – Vidéo
Fonctionnement du moteur synchrone
Dans un moteur synchrone, lorsque l'alimentation triphasée équilibrée est fournie à l'enroulement stator triphasé stationnaire, un champ magnétique rotatif est produit qui tourne à la vitesse synchrone. Maintenant, si un électroaimant est placé à l'intérieur de ce champ magnétique rotatif, il est verrouillé magnétiquement avec le champ magnétique rotatif et le premier tourne avec le champ magnétique rotatif à la même vitesse, c'est-à-dire à la vitesse synchrone.
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