Elek - 6eo - Eindus

L'électricité "industrielle"

Introduction

On a longtemps classé les applications de l'électricité dans deux catégories distinctes : les courants "faibles" et les courants "forts". Ces deux catégories aujourd'hui mélangées ont été remplacées par deux autres qui permettent de distinguer les buts poursuivis: La gestion des SIGNAUX et la gestion de la PUISSANCE. Autrement dit, l'électricité comme vecteur d'information ou l'électricité comme vecteur d'énergie.

L'électricité industrielle est cette branche de l'électricité qui considère l'électricité comme un vecteur d'énergie. Soit qu'il s'agisse de la transporter (lignes HT, transformateurs, triphasé) d'un point à un autre, soit qu'il s'agisse de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique (moteurs), soit qu'il s'agisse de faire l'inverse : créer de l'énergie électrique à partir d'une énergie non électrique (alternateur).

Ce cours est un cours introductif d'une petite trentaine d'heures. Il n'aborde que les points suivants dans les grandes lignes :

Les grands principes d'électromagnétisme
Moteurs DC
Moteurs Pas à pas
La puissance réactive
Le triphasé

Les principes de l'électromagnétisme

Pour expliquer le principe des machines ci-dessous, il faut accepter comme postulat de départ les trois principes fondamentaux de l'électromagnétisme :

Tout courant électrique génère un champ magnétique autour de lui-même
Toute variation de flux magnétique dans un circuit électrique y induit une tension (et donc un courant si le circuit est fermé)
Tout courant électrique (et donc le conducteur qu'il traverse) dans un champ magnétique subit une force transversale (dite force de Laplace)

Quelques lignes de théorie : Electrotech city sur Laplace

Moteur DC

Le moteur électrique est une machine qui convertit de l'énergie électrique en énergie mécanique. Son rendement est toujours défini par le rapport entre la puissance mécanique qu'il génère et la puissance électrique qu'il consomme pour cela. Un des avantages principaux du moteur DC est qu'il est autorégulateur en vitesse. Cela signifie que sa vitesse de rotation est constante une fois que sa tension d'alimentation est fixée.

Pour ce qui est des principes de base, allez voir sur les sites suivants :

Voltaweb.elec : Tout un site sur l'électrotechnique dont une longue page sur les moteurs monophasés.
Animation sur le moteur DC (principe du collecteur - montrée en classe) : Gueux
Petit site sur le moteur DC avec photos et exemples (explications succintes) : Ph. Lascarret
Pour fabriquer un moteur électrique DC (avec aimants permanents): Bernard Gillot
Site en anglais avec petite animation intéressante : Motion Control

Illustre le principe du système mécanique qui inverse le sens du courant dans le rotor au moment adéquat :
le système de balais-collecteurs

Vue en coupe d'un moteur à courant continu
à trois enroulements en rotor.
© DigitalDNA from Motorola

Moteur Pas à Pas

Le moteur pas à pas est une machine qui sert avant tout au positionnement rotatif (bras de robot) ou au positionnement linéaire par le biais d'une courroie ou d'une vis sans fin (tête d'imprimante).

AC Nancy-Metz : 1 seule page, bonne intro, N.B. page montrée en classe
Pierre Col : Petit site complet sur la commande d'un moteur PàP, très intéressant
AC Dijon : où l'on peut trouver le document distribué en classe et 2/3 autres trucs
Asso-Nordnet : plus complet et technique

Animation quicktime sur le fonctionnement d'un moteur à reluctance variable :

Puissances active/réactive & Compensation

C'est un excellent bouquin de référence pour les cours d'électricité de la 3^ème à la 5^ème chez nous. Bien-sûr tout n'est pas aussi développé mais ce qui est expliqué l'est très bien fait. Je vous le conseille vivement. En particulier, le chapitre sur la puissance en alternatif est précis et clair. Vous y trouverez entre autre la réponse à question 9 de l'examen d'élec indus. Cliquer sur l'image à gauche pour obtenir une photocopie du chapitre 25.

N.B. ces notes sont en format pdf. Vous devez donc télécharger le programme gratuit Acrobat reader, si vous ne possédez pas, pour pouvoir les lire :

Autre bouquin très complet. Référence quasi incontournable pour ce cours d'élec indus. Le lien ci-contre renvoie à quelques pages sur les puissances en sinus. Vous y trouverez également la réponse à la Q9.

N.B. ces notes sont en format pdf. Vous devez donc télécharger le programme gratuit Acrobat reader, si vous ne possédez pas, pour pouvoir les lire :

Le triphasé

N'oubliez pas de relire les bases sur les puissances actives et réactives ci-dessus. En triphasé, le reste n'est qu'une façon de dessiner le circuit et de bien placer le facteur 'racine de 3'...

Notes de théorie sur le triphasé © Yvan Crévits - Lycée du Hainaut (section ET)		141Ko
Notes de théorie sur le triphasé (plus abordables) © Claude Divoux- Physique appliquée.net		275Ko
Exercices sur le triphasé © Electrotechnique - Wildi		406Ko
Exercices sur le triphasé © Physique appliquée - Mérat (v2)		479Ko
Interrogation sur le triphasé (13/03/2002)		156Ko
Examen de Janvier 2002 (énoncé + corrigé)		943Ko
Transparents sur le triphasé		29Ko

Pour pouvoir lire et/ou imprimer ces fichiers, vous devez disposer du programme (gratuit) Acrobat Reader de Adobe (version 4.0 ou supérieure). S'il n'est pas déjà installé sur votre ordinateur, vous devez d'abord le télécharger depuis le site d'Adobe en cliquant sur l'icône ci-dessus (puis suivre les instructions).