Electrotechnique

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Cours / Electrotechnique / BAC PRO
Description des alternateurs (2)  
  • 1. Fréquence de la tension
  • 2. Applications
  • 3. Alternateurs triphasés
  • 4. Résumé sur la description des...

1. Fréquence de la tension

Jusqu'à présent, nous nous sommes penchés sur les alternateurs munis de deux pôles, un pôle nord et un pôle sud.

Pour produire un cycle de tension alternative, la bobine doit effectuer une rotation complète (360°).

La figure suivante illustre les deux pôles de ce type d'alternateur et indique le parcours que doit effectuer la bobine pour générer un cycle ou une période de tension.

Alternateur à deux pôles :

Si l'on ajoute deux pôles à l'alternateur, comme le montre la figure suivante, une demi-rotation de la bobine suffira à produire un cycle de tension.

Une rotation complète de la bobine produira donc deux cycles ou deux périodes.

Alternateur à quatre pôles :

De même, si l'on munit l'alternateur de six pôles, on obtiendra trois périodes de tension par rotation complète de la bobine. La figure suivante illustre cette situation.

Alternateur à six pôles :

De ce qui précède, on peut déduire que le nombre de périodes de tension produites par un alternateur monophasé à chaque rotation de la bobine est égal au nombre de pôles divisé par deux ou encore au nombre de paires de pôles. Une paire de pôles étant constituée d'un pôle nord et d'un pôle sud qui se suivent et se note p.

Ainsi, chaque rotation de la bobine d'un alternateur de 24 pôles, soit p = 12 paires de pôles, produira 12 cycles de tension. De plus, en multipliant le nombre de pôles, le temps de passage sous un pôle sera d'autant plus court. C'est comme si l'on avait augmenté la vitesse de rotation dans les mêmes proportions et la f.é.m. est donc augmentée d'autant.

La formule de la f.é.m. induite de vient donc :

.

Avec K, N, n,  définis précédemment et p le nombre de paires de pôles.

2. Applications

Problème 1 :

Calculer le coefficient de K d'un alternateur monophasé ayant 264 conducteurs actifs, 2 paires de pôles, un flux de 9mWb par pôle et produisant une f.é.m. de 220 V en tournant à la vitesse de 1 500 min-1.

Solution :

A partir de la formule donnant la f.é.m. E, on peut écrire la formule donnant K :

.

D'où :

.

Avec :

E = 220 V ;

N = 264 conducteurs actifs ;

p = 2 paires de pôles ;

 ;

;

.

Le cœfficient de Kapp de la machine est égal à 2,02.

La fréquence de la tension, soit le nombre de périodes par seconde, dépendra quant à elle du nombre de pôles que compte l'alternateur et de la vitesse de rotation de la bobine. Ainsi, la fréquence de la tension est égale au nombre de paires de pôles, multiplié par la vitesse de rotation de la bobine en tours par seconde.

On peut écrire cet énoncé sous la forme de l'équation suivante :

.

Dans laquelle :

- f = fréquence de

...
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