L'alternateur

L'alternateur

Production de courant dans le véhiculeUne alimentation en courant électrique performante et fiable est nécessaire pour alimenter
l’équipement électrique du véhicule, comme le démarreur, l’allumage, l’injection, l’éclairage,
l’électronique de sécurité, le chauffage, etc. Lorsque le moteur est à l’arrêt, la batterie fournit
le courant électrique nécessaire. Lorsqu’il tourne, c’est l’alternateur, également appelé
générateur triphasé, qui prend le relais et fournit l’énergie électrique requise (Fig. 1).
Les alternateurs produisent un courant, le courant alternatif.
Les exigences imposées à un alternateur sont très variées.
Un alternateur doit remplir les exigences suivantes :
• Tous les consommateurs raccordés doivent être alimentés en courant continu.
• La batterie doit également pouvoir être rechargée rapidement à tout moment, même pour
les utilisateurs connectés en permanence.
• La tension de l’alternateur doit être la plus constante possible durant tout le régime du
moteur.
• L’alternateur doit résister aux influences extérieures, comme les vibrations, les
températures élevées, l’humidité et la pollution.
• faible encombrement et poids léger.
• plus grande durée de vie et faible niveau de bruit.Caractéristiques d’un alternateur• L’alternateur est déjà en mesure de débiter du courant lorsque le moteur marche à vide
(Fig. 2).
Fig. 2: Courant en fonction de la vitesse
du moteur
n L = régime de ralenti
n max = régime maximal
Les trajets ont changé avec l’apparition d’un trafic intense. Des temps d’attente plus
nombreux aux feux, la circulation en ville et la formation d’embouteillages sur les autoroutes
sont synonymes d’un fonctionnement à vide plus long pour l’alternateur. L’alternateur
présente l’avantage de pouvoir alimenter les consommateurs et la batterie avec
suffisamment de courant, même à vide.
• Le courant alternatif produit par l’alternateur est transformé en courant continu par des
diodes à semi-conducteurs.
• Les diodes séparent l’alternateur de la batterie et du réseau de bord si la tension de
l’alternateur est inférieure à celle de la batterie. Les diodes empêchent le courant de
décharge de la batterie de parvenir jusqu’à l’alternateur lorsque le véhicule est à l’arrêt.
• L’alternateur peut alimenter les consommateurs en courant directement. La batterie sert de
réservoir et fournit du courant supplémentaire lors du démarrage et en cas d’autre
consommation supplémentaire.
• Un alternateur est en mesure de produire du courant sans batterie grâce au magnétisme
résiduel de l’induit.
• Afin que les batteries de 12 et 24 volts soient bien chargées, des alternateurs sont prévus
pour des tensions de charge de 14 volts pour les voitures particulières et de 28 volts pour les
véhicules utilitaires.
Le principe électromagnétiqueL’induction électromagnétique est à la base de la production de tension. Si l’on déplace un
aimant permanent dans une bobine, une tension électrique naît dans ce conducteur (Fig. 3).
Il importe peu à cet égard que le champ magnétique (aimant permanent) soit fixe et que la
bobine se déplace ou que la bobine soit fixe et que le champ magnétique se déplace.Le déplacement constant d’avant en arrière de l’aimant
permanent, les pôles nord et sud étant dans la bobine,
indique une tension changeante sur le voltmètre. On
obtient une courbe de tension sinusoïdale, le courant
alternatif proprement dit (Fig. 4).L’électromagnétisme repose
sur le principe selon lequel des
enroulements parcourus par le
courant sont entourés d’un
champ magnétique. Le
nombre de spires de
l’enroulement et l’intensité du
courant qui le traverse
déterminent la force du champ
magnétique. Le champ
magnétique peut être renforcé
à l’aide d’un noyau de fer
magnétisable (Fig. 5).
Dans un alternateur, le champ
magnétique est produit par l’induit en
rotation. Ce dernier est composé du
noyau de fer (demi-roues polaires) et
d’une multitude de spires, ce qu’on
appelle l’enroulement d’excitation (Fig.
5).

Principe de fonctionnement d’un alternateurL’induit est composé des deux demi-roues polaires et de l’enroulement d’excitation (Fig. 6).
L’induit génère le champ magnétique (Fig. 7).
Le stator comporte trois enroulements indépendants les uns des autres. Ils sont décalés de
120° l’un par rapport à l’autre (Fig. 8). La rotation de l’induit dans le stator produit des
tensions alternatives de même ampleur. Le décalage des enroulements de 120° décale
également les tensions alternatives de 120° (Fig. 9).