Quel est le principe de fonctionnement d’un moteur électrique ?

Les moteurs électriques fonctionnent sur ce principe. La bobine devient un aimant à deux pôles, la bobine commence à tourner… Y a-t-il une ressemblance entre ceci et vos cours de physique et de chimie au lycée ? Pourtant, c’est la notion fondamentale du fonctionnement d’un moteur électrique.

Un moteur électrique est une machine dont le mécanisme est très simple. Le moteur électrique comprend un enroulement de fil électrique, un stator (le composant stationnaire du moteur) et un rotor (le composant mobile).

Un champ magnétique est généré lorsqu’un courant électrique est fourni à l’enroulement. Les pôles du rotor tournent librement, de manière répétée : les pôles positifs attirent les pôles négatifs, et vice versa. Comme vous pouvez le constater sur ce blog, un moteur électrique convertit l’énergie électrique en énergie mécanique.

Les moteurs électriques sont utilisés dans une variété d’applications industrielles et secondaires

Les moteurs électriques sont utilisés dans un large éventail d’applications industrielles et secondaires. Ils fonctionnent sans problème grâce à leur simplicité d’utilisation, ce qui leur permet d’être très fiables et de nécessiter peu d’entretien.

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Dans le secteur industriel, le moteur électrique est fréquemment utilisé. Sa fonction : convertir l’énergie électrique en énergie mécanique, lui confère une importance économique considérable.

Dans les bâtiments, un moteur électrique dirige la circulation de l’air dans les pièces. C’est aussi là que tous les outils à main électriques trouvent leur moteur. Les moteurs électriques veillent à ce qu’il y ait une alimentation en eau constante dans la maison.

Principe de fonctionnement d’un Moteur électrique 

C’est une machine qui convertit l’énergie électrique en énergie mécanique et vice versa.

La machine, en substance, comprend un rotor (électro)magnétique qui tourne à l’intérieur d’un stator (électronique)magnétique fixe. Le stator produit un champ magnétique statique en utilisant ou non des aimants permanents. Dans cette situation,

Dans les deux cas, les électroaimants en fil de cuivre enroulés autour du rotor produisent un champ magnétique décalé distinct, en plus d’un fort champ magnétique fixe. Comme le pôle Nord attire le pôle Sud, cette quadrature constante fait tourner le rotor. Les moteurs électriques fonctionnent en utilisant l’attraction des pôles de deux aimants ou d’un électroaimant plus puissant. Il est considérablement plus simple à construire et à faire fonctionner que ses homologues thermiques car il ne nécessite aucune pièce mobile. Son rendement est de 3 à 10 fois supérieur à 80-90 % et il est pratiquement constant (3-10).

Les voitures électriques d’aujourd’hui peuvent utiliser des moteurs à courant alternatif synchrones ou asynchrones en raison des améliorations apportées à l’électronique de puissance. Cependant, un onduleur doit être utilisé pour convertir le courant continu de la batterie de bord en courant alternatif, ce qui entraîne des pertes de rendement.

Ce convertisseur, en revanche, peut être commuté afin de profiter du frein moteur récupérateur de la machine de propulsion électrique. La fréquence fournie par l’onduleur contrôle la vitesse de rotation du moteur tandis que la modulation de la tension affecte le couple et donc la puissance délivrée par le moteur électrique.

Exemples de Moteur électrique

1) à courant continu

Il est important pour l’automobile car il a été le premier moteur à essence, et avec succès, qui a pulvérisé la barrière des 100 km/h le 29 avril 1899 avec une vitesse de pointe de près de 106 km/h. Du moteur électrique de 50 kW (68 ch) aux batteries Fulmen, elle était techniquement entièrement française.

En général, les moteurs à courant continu ont un stator à aimant permanent qui convient pour les faibles puissances. Un stator bobiné est utilisé pour les puissances élevées, le transformant en un électro-aimant puissant.

Le réglage de la vitesse est techniquement simple car il est directement alimenté par les batteries embarquées, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans la première génération de voitures électriques développées au début des années 1990, comme la Citroën AX ou la Peugeot 106.

2) à courant alternatif synchrone

Un rotor est toujours un aimant et possède deux pôles. Le stator bobiné va générer un champ électromagnétique tournant de force variable tout autour de lui. Le rotor suivra la rotation du champ du stator jusqu’à ce que sa vitesse angulaire corresponde à celle du moteur synchrone : on parle alors de moteur synchrone.

Son rendement est comparable à celui d’un moteur asynchrone avec un rendement de 90 à 95 % en l’absence de glissement. De plus, comme les pertes d’enroulement du rotor sont absentes dans sa version légère avec rotor à aimant permanent, et que le stator reste facile à refroidir, cette version est devenue le choix privilégié pour la plupart des voitures électriques actuelles, notamment le trio Mitsubishi I-Miev, Peugeot Ion et Citroën C-Zero.