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DYNAMO

DYNAMO OU MACHINE À COURANT CONTINU

Une machine à courant continu est une machine électrique. Il s’agit d’un convertisseur électromécanique permettant la conversion bidirectionnelle d’énergie entre une installation électrique parcourue par un courant continu et un dispositif mécanique ; selon la source d’énergie.

En fonctionnement moteur, l’énergie électrique est transformée en énergie mécanique.

En fonctionnement générateur, l’énergie mécanique est transformée en énergie électrique (elle peut se comporter comme un frein). Dans ce cas elle est aussi appelée DYNAMO.

Une machine électrique à courant continu est constituée :

– d’un STATOR qui est à l’origine de la circulation d’un flux magnétique longitudinal fixe créé soit par des enroulements statoriques (bobinage) soit par des aimants permanents.

Il est aussi appelé « inducteur » en référence au fonctionnement en génératrice de cette machine.

– d’un ROTOR bobiné relié à un collecteur rotatif inversant la polarité de chaque enroulement rotorique au moins une fois par tour de façon à faire circuler un flux magnétique transversal en quadrature avec le flux statorique.

Les enroulements rotoriques sont aussi appelés enroulements d’induits, ou communément « induit » en référence au fonctionnement en génératrice de cette machine.

Zénobe Gramme naît le 4 avril 1826 drève du Saule-Gaillard (actuelle rue du Saule-Gaillard) à Jehay-Bodegnée près de Huy.

Il meurt le 20 janvier 1901 dans sa maison du no 6 de la rue Nollet (actuellement rue Mertens) à Bois-Colombes.

Il est inhumé au cimetière du Père-Lachaise où sa tombe est surmontée d’une statue imposante.

Le 26 février 1867, il prend un brevet pour plusieurs dispositifs destinés à perfectionner les machines à courant alternatif et, en 1868, construit la première dynamo à courant continu, point de départ de l’industrie électrique moderne.

ALTERNATIF

Le courant alternatif (qui peut être abrégé par CA) est un courant électrique périodique qui change de sens deux fois par période et qui transporte des quantités d’électricité alternativement égales dans un sens et dans l’autre.

Un courant alternatif est caractérisé par sa fréquence, mesurée en hertz (Hz). C’est le nombre de changement de sens (alternances) qu’effectue le courant électrique en une seconde. Un courant alternatif de 50 Hz effectue 50 alternances par seconde, c’est-à-dire qu’il change 100 fois de sens par seconde (50 alternances positives et 50 alternances négatives).

La forme la plus utilisée de courant alternatif est le courant sinusoïdal, essentiellement pour la distribution commerciale de l’énergie électrique. La fréquence utilisée est le plus souvent de 50 Hz sauf, par exemple, en Amérique du Nord où la fréquence est de 60 Hz. Le courant alternatif (dont la valeur moyenne — composante continue — est nulle), peut alimenter un transformateur sans risque de saturation du circuit magnétique.

caducée, livrée d'Hermès

TRIPHASÉ

Machine triphasée, le rotor est alimenté en courant continu.

Machine synchrone (DYNAMO)

Historique : En France, Lucien Gaulard invente le transformateur (brevet du 7 novembre 1882). La machine synchrone est inventée aux États-Unis par le physicien Nikola Tesla (dépôt de brevets du 1er mai 1888).

Ces deux inventions permettent de surmonter les limitations imposées par l’utilisation du courant continu pour la distribution de l’électricité alors préconisée par Thomas Edison qui avait déposé de nombreux brevets en rapport avec cette technique (et possédait des réseaux de distribution de courant continu). Les avantages apportés par le transport et la distribution de l’énergie électrique par courants alternatifs sont indéniables. L’industriel George Westinghouse, détenteur des brevets, finit par l’imposer aux États-Unis.

Le système triphasé a été inventé indépendamment dans les années 1880 par Galileo Ferraris, Mikaïl Dolivo-Dobrovolski et Nikola Tesla, dans le cadre de leurs recherches sur les moteurs électriques.

Un système de courant (ou tension) triphasé est constitué de trois courants (ou tensions) sinusoïdaux de même fréquence de même amplitude qui sont déphasés entre eux d’un tiers de tour soit 2π/3 radians (ou 120 degrés) dans le cas idéal. Si la fréquence est de 50 Hz, alors les trois phases sont retardées l’une par rapport à l’autre de 1/150 seconde (soit 6,6 ms). Lorsque les trois conducteurs sont parcourus par des courants de même valeur efficace, le système est dit équilibré.

BIPHASÉ

Dans un système biphasé proprement dit, les deux tensions sont de même fréquence, d’amplitudes égales et de signes contraires : elles sont en opposition de phase (déphasées entre elles de 180 ° ou π radian).

Ces tensions peuvent être obtenues, par exemple, par rapport au point milieu du secondaire d’un transformateur électrique monophasé : les deux tensions ainsi obtenues forment un système biphasé.

(Un système hexaphasé (à six phases décalées de π/3 radians) peut être obtenu à l’aide de trois transformateurs de ce type alimentés par trois tensions issues d’un système triphasé.)

 

Des systèmes diphasés ont pu être utilisés (ou sont encore utilisés) grâce à des distributions à trois ou quatre fils : quatre fils fournissant deux tensions en quadrature indépendantes ou trois fils avec un point commun.

DIPHASÉ

courant induction diphasé

Le stator, 4 paires de pôles

Intérieur d’un moteur à courant alternatif asynchrone diphasé

ALTERNATEUR

courant induction
courant et induction

Un alternateur est une machine rotative qui convertit l’énergie mécanique fournie au rotor en énergie électrique à courant alternatif. Plus de 95 % de l’énergie électrique est produite par des alternateurs : machines électromécaniques fournissant des tensions alternatives de fréquence proportionnelle à leur vitesse de rotation. Ces machines sont moins coûteuses et ont un meilleur rendement que les dynamos, machines qui délivrent des tensions continues (rendement de l’ordre de 95 % au lieu de 85 %).

L’alternateur (DYNAMO) comporte en général :

– un inducteur mobile ou rotor, formé de noyaux polaires entourés de bobines alimentées par un courant continu d’excitation, fourni généralement par une dynamo auxiliaire ;

– un induit fixe ou stator, qui est un anneau portant un, deux ou trois enroulements suivant que l’alternateur est monophasé, diphasé ou triphasé.

Le rotor, en tournant, induit dans l’enroulement du stator un courant alternatif, dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse de rotation…

GANIMED

par Anibal Amiot

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CRÉDITS

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CONCEPTEUR WEB

www.freddymotion.com

Freddy Lavaury

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REMERCIEMENTS

Marie-Laure Pannier

Alexandre Tissot