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Première version: 13/10/2003
Dernière version: 2013-11-18
Les moteurs électriques (page 2/5)
Principes généraux de fonctionnement
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Principe de fonctionnement spécifique pour les moteurs à collecteur
Sommaire de la page
Principe général
Constitution du moteur
Le principe d'un moteur électrique est l'attraction et la répulsion magnétique entre les aimants d'un rotor (la partie qui tourne) et d'un stator (la partie fixe).
Le terme aimants est un terme générique pour désigner le fait que le générateur du flux magnétique peut être soit permanent (il s'agit alors d'un aimant permanent), soit temporaire (il s'agit alors d'une solénoïde ou bobine, qui une fois que le courant ne circule plus, ne génère plus de flux magnétique).
La partie mobile peut être indifféremment sur l'extérieur du moteur (la cage) ou sur l'intérieur (l'axe).
Sur une des parties (soit le rotor soit le stator, ça dépend de la
construction du moteur), le champs magnétique est fixe, c'est
l'inducteur.
Ce champ magnétique peut être généré par des aimants permanents ou par des
bobines parcourues par un courant.
Sur l'autre partie, le champ magnétique est dit tournant, c'est à dire qu'il est orienté dans un sens puis plus tard dans l'autre sens. C'est l'induit. Le champ tournant est toujours généré par des bobines, alimentées par un courant alternatif. C'est ce courant d'induit qui fournit toute la puissance au moteur, il est donc bien plus important que celui de l'inducteur bobiné.
Mais revoyons l'action au ralenti, c'est une partie à bien maîtriser.
Inducteur
L'inducteur tout d'abord. Comme nous avons vu, le champ magnétique fixe
peut être généré soit par un ou des aimants permanents, soit par des
bobines. L'utilisation de bobines consomme du courant électrique
supplémentaire, diminuant le rendement par rapport à des aimants permanents,
mais il permet d'obtenir des champs magnétiques intenses sans recourir à des
aimants chers, et surtout de pouvoir contrôler à loisir l'intensité du champ
magnétique, permettant de contrôler facilement le couple et la vitesse du
moteur.
Plus le champ d'induction est important, plus le couple du moteur sera fort, et
meilleur sera son rendement (si le flux est généré par des aimants
permanents).
Pour l'explication qui suit, nous décrirons un inducteur extérieur (sur la cage), qui peut être fixe ou mobile (comme dans les moteurs à cage tournante, c'est la partie extérieure qui tourne). Cet inducteur pourrait aussi se trouver à l'intérieur (sur l'axe), ça serait le même principe.
|
Voici un exemple d'inducteur sur cage, avec un anneau en fer
autour pour conduire le champ magnétique d'un aimant à l'autre en lui
fournissant un chemin bien conducteur pour ne pas affaiblir le champ
des aimants. Cet anneau de fer pourrait être appelé circuit
magnétique de l'inducteur. Le fer de ce circuit magnétique se
magnétise lui-même et se comporte alors comme un gros aimant dont le
champ magnétique vient compléter le champ magnétique des 2
aimants. |
L'inducteur peut aussi être intérieur, c'est à dire au centre. Nous pouvons alors mettre un aimant collé sur un axe, ça sera un inducteur.
L'induit se place dans l'entrefer de l'inducteur.
En pratique, la surface de l'aimant est la plus importante possible pour couvrir tout l'intérieur, tout en laissant de la place pour mettre quelque chose dedans :
|
on notera qu'ici pour des commodités de dessin le circuit magnétique est plus petit que le l'aimant, mais il va de soit qu'il est dimensionné de telle sorte qu'il ne représente pas un frein au passage du flux magnétique, donc il est soit de section plus importante, soit dans un matériau magnétique de meilleure perméabilité, chose que pour des raisons économiques on voit rarement. |
Et de préférence mettre quelque chose de rond (parce qu'il va tourner) :
A noter que du fait de la courbure de l'inducteur, les lignes de forces sont plus droites au milieu, même si elles se repoussent toujours les unes des autres, ce qui est visible sur les côtés.
Pour des raisons de simplification des schémas, l'inducteur extérieur sera dorénavant symbolisé par :
Il faut bien penser quand on voit ça que le champ magnétique qui descend du nord vers le sud au centre de l'inducteur se ferme en repassant par l'extérieur, via un circuit magnétique qui n'est pas représenté pour simplifier le schéma.
Avec l'induit au milieu (j'ai la flemme de dessiner les lignes de force entre inducteur et induit, elles s'écartent légèrement au passage dans l'entrefer) :
A noter que le schéma ci dessus représente le circuit magnétique du moteur : les parties métalliques sur l'inducteur et les parties métalliques de l'induit (ici au centre). Entre l'inducteur et l'induit, une discontinuité, qui est l'entrefer (jeu permettant aux pièces qui tournent de ne pas frotter sur les pièces fixes).
Nous allons parler un peu des spécificités de l'inducteur utilisant des aimants permanents. Pour les exemples ci dessous, nous prendrons un un inducteur à 4 paires de pôles sur l'axe du moteur, mais il aurait pu être sur la cage comme dans les cours usuels sur les moteurs (il sera dessiné juste après).
Modes de construction de l'inducteur
Pièces polaires
Les aimants permanents ne sont pas en contact avec l'entrefer, mais des
pièces polaires contribuent à concentrer les lignes de flux d'induction dans
l'entrefer, en collectant les lignes de forces de 2 aimants.
On obtient une augmentation de la densité surfacique d'effort donc une
augmentation du couple massique.
Voici l'axe seul vu en coupe, avec ses excroissances qui sont les pièces
polaires :
Des aimants (ça pourrait aussi être des bobines (mettre le schéma avec les fils enroulés autour des
creux sous les encoches) sont insérés dans les encoches (entre les
pièces polaires) :
Nous pouvons voir par où passe les lignes de force magnétique (en bleu ci dessous) :
Le bout de la pièce polaire se comporte comme le pôle d'un aimant, avec un
seul pôle magnétique. Et pourtant ce pôle reçoit le flux de 2 aimants,
l'induction magnétique est donc renforcée.
On se retrouve avec une alternance de pôles sud et nord en bout des pièces
polaires.
Les flux magnétiques sont radiaux.
Au passage, voyons à quoi ça ressemble avec un inducteur à 4 paires de pôles sur la cage :
Il y a donc 2 aimants qui alimentent le flux d'une pièce polaire, ce dernier est plus important. Mais c'est assez complexe à réaliser.
Les aimants sont plaqués contre la cage par la force centrifuge, ils peuvent être simplement collés.
Il y a aussi les inducteurs à flux axiaux, c'est à dire le flux magnétique orienté suivant l'axe du moteur. Ça donne des moteurs plus compacts.
Disposition en tuile ou en surface
On trouve aussi des constructions plus simples mais moins avantageuses.
Les aimants sont disposés en tuile radialement et génèrent directement le
flux d'induction dans l'entrefer. Exemple avec un inducteur à 4 paires de
pôles sur l'axe.
Donc les pôles sont directement donnés par les aimants.
Le flux d'induction est en général moins important qu'avec l'utilisation de pièces polaires (jusqu'à 3 fois pour des aimants sur la cage, jusqu'à 5 fois pour des aimants sur l'axe), mais la réalisation du moteur est plus simple.
Pour la construction sur un axe rotor, le problème est la force centrifuge à haute vitesse qui tend à faire décoller les aimants du rotor. Des aimants de même conception mais sur une cage extérieure sont plaqués contre le rotor et donc ne risquent plus de se décoller sous l'effet de la force centrifuge.
Induit
Champ tournant
Le champ magnétique généré par l'induit, Βi, n'est pas au début
aligné avec le champ de l'inducteur Be. L'angle entre les 2 est appelé θ.
Sous l'effet de l'attraction du pôle sud de l'induit par le pôle nord de
l'inducteur, et du pôle nord de l'induit par le pôle sud de l'inducteur, le
rotor (dans notre exemple l'induit) va tourner pour aligner les 2 champs
magnétiques Be et Bi. Une fois qu'ils sont alignés, le moteur s'arrête!
Nous le voyons dans l'exemple qui suit, avec un moteur à 1 paire de pôle et
induit-rotor sur l'axe.
θ =
115°, couple d'attraction = 75% Cmax (couple max d'attraction).
θ = 90°,
couple d'attraction = 100% Cmax. Les lignes de forces ont une longueur
maximale, et elles n'aiment pas ça. L'effort pour diminuer cette distance est
à son maximum. L'énergie placée dans le champ magnétique traversant
l'entrefer est maximale. En gros, le système peut être comparé à un ressort
tendu au maximum.
On appelle ça un décalage de 90° électrique entre rotor et stator,
entrainant le couple électromagnétique maximal. L'axe du rotor et l'axe du
stator doivent être décalés de 90° électrique. Nous reviendrons dessus
plus tard.
θ
= 65°, couple d'attraction = 75% Cmax.
θ
= 0°, couple d'attraction = 0% Cmax. Les lignes de force ont une longueur
minimale. Le moteur s'arrête.
Attention, le champ magnétique n'est pas un vecteur. C'est une simplification
pour les graphiques. Voyons ce que donnent les lignes de force, qui préfèrent
passer dans l'aimant de l'induit plutôt que dans l'air.
L'aimant de l'induit se place de manière à raccourcir au maximum les lignes
de force magnétiques.
Il faut donc que le champ de l'induit (dans notre exemple l'aimant au centre)
puisse bouger par rapport à celui de l'inducteur qui est fixe. C'est un champ
tournant. Par exemple, une fois le champ de l'induit aligné avec celui de
l'inducteur, le champ de l'induit disparait pour réapparaitre à 90° en
avant, pour que l'induit soit de nouveau attiré par l'inducteur.
Comme le couple d'attraction à 0° est nul, on modifie le champ d'induit bien
avant.
Le champ magnétique de l'inducteur est fixe et peut-être généré par des
aimants permanents ou des bobines, et le champ magnétique de l'induit, comme
il est variable, est forcément généré par des bobines. On ne peut pas
l'obtenir par des aimants permanents (exit donc les moteurs à mouvement
perpétuels avec aimants au stator et au rotor) il faut donc consommer du
courant pour alimenter les bobines.
Comme le but du moteur est de tourner, on inverse alors le sens du courant dans
l'induit, ses pôles magnétiques deviennent opposés à ceux de l'inducteur
(on se retrouve dans le cas de la première image ci-dessus, avec θ = 115°),
et la répulsion des pôles opposés se traduit par le fait que le moteur
continue à tourner pour aligner à nouveau les pôles. Quand ils y arrivent
enfin, tout essoufflés par leur effort, sadique, on inverse de nouveau le sens
du courant. Pris entre la carotte (attraction des pôles de signe contraire) et
le bâton (répulsion des pôles de même signe) le rotor tourne ainsi
indéfiniment.
θ
= 0°, si on ne fait rien le moteur est bloqué. on inverse alors la polarité
de l'induit au centre.
θ =
115°, sur la lancée le rotor-induit central continue son mouvement.
Il y a un autre effet qui explique le couple max à 90°, c'est le fait que le moment appliqué est maximal, car les lignes de force sortant de l'extrémité de l'aimant d'induit, le bras de levier est à ce moment là à son maximum.
Pour avoir un rendement maximum de notre moteur, il faut travailler tout le
temps à 90°. Sinon, l'énergie électrique à fournir est la même, pour un
couple obtenu inférieur, le rendement diminue.
Nombre de phases
Mais quand les pôles sont alignés me direz-vous? Pourquoi quand on inverse
le courant le rotor ne repart pas dans l'autre sens? En effet, si l'on ne fait
rien, un coup le rotor partira dans le bon sens, un coup dans le mauvais. On
peut dire que l'inertie du rotor (qui a une masse) peut suffire, mais dans le
cas de moteurs coupleux ça ne suffirait pas, à moins de mettre un énorme
volant moteur. Mais là encore, au démarrage, on ne pourrait garantir dans
quel sens on partirait. Embêtant!
En plus, l'attraction est très forte quand les pôles de l'inducteur et de
l'induit sont à 90°, beaucoup moins quand on est presque alignés, le moteur
tourne avec pas mal de vibrations et d'à coups.
Pour éviter l'emploi d'un volant moteur lourd pour amortir tout ça (comme le moteur à explosion) qui alourdirait la masse du moteur on préfère ajouter un autre circuit de bobines sur l'induit (les bobines composant ce deuxième circuit étant alimentées en même temps), qui sont décalées de 90° avec les pôles de l'inducteur quand ceux-ci sont en face des bobines du premier circuit (comme ça on est sûr que le moteur tournera toujours dans le même sens).
Le nombre de circuits de bobines de l'induit est appelé nombre de phases.
Synchronisation du champ tournant (autopilotage)
Il faut absolument que le champ tournant soit relié à la vitesse du moteur, sans quoi le synchronisme n'est plus assuré et le moteur décroche, de façon violente pouvant entrainer la destruction du rotor (le moteur ne peut se resynchroniser seul). Ce synchronisme sert dans les phases ou la charge appliquée au moteur est supérieure au couple du moteur, la vitesse de ce dernier ralenti, ou lors des phases de démarrage, accélération, freinage, etc.
Construction de l'induit
Comme l'induit est le siège d'un magnétisme variable, pour éviter les
courants de Foucault on utilise soit un matériau bon conducteur du magnétisme
mais pas de l'électricité (comme les ferrites), ou alors un empilement de
tôles fines, séparées par un enduit.
Par exemple, pour un induit sur l'axe, on aurait :
L'induit peut être à pôles lisses (on fait travailler des spires selon la force de Laplace, c'est donc un conducteur électrique parcouru par un courant qui coupe les lignes de forces magnétiques de l'inducteur) ou à pôles saillants (on présente à l'inducteur des pôles de bobine, comme dans l'image ci-dessus, ce sont ces pôles qui cherchent à s'orienter sur l'inducteur).
Induit cloche
Si l'induit est le rotor sur l'axe, mais qu'il englobe l'inducteur qui
pourtant est relié à la partie extérieure, on dit que c'est un induit
cloche. Compliqué hein!
On voit ça en image.
Pour les moteurs de type discoïdal, on pourrait imaginer 2 aimants de part et d'autre d'une bobine au milieu, la bobine étant sur le stator, les aimants sur le rotor. Le problème est que le flux variable des aimants traverse le bobinage (conducteur) et génère donc à l'intérieur des courants de Foucault générant des pertes Joules. Par contre la longueur du circuit magnétique dans cette configuration est réduite au maximum. On peut aussi imaginer un circuit magnétique en cercle, entouré par une bobine, qui serait coupé par le passage d'un rotor contenant un aimant permament (avec des encoches à cet endroit pour le circuit magnétique). Dans ce cas le bobinage peut être éloigné de l'aimant, les pertes Joules diminuées voires supprimées.
Phase
Un circuit de bobines dans l'induit est appelé une phase, il faut au
moins 2 phases pour pouvoir diriger dans le sens voulu, mais on trouve
principalement des moteurs 3 phases (le fameux triphasé!) pour limiter les
à-coups de fonctionnement.
Il existe des moteurs monophasés, mais comme nous venons de le voir, ces
moteurs, comme le moteur thermique, ne peuvent tourner qu'à une certaine
vitesse (sinon ils repartiraient dans l'autre sens), il leur est donc
impossible de démarrer seuls.
A noter que ces bobines sont alimentées avec un courant électrique pour
créer un champ magnétique dans la bobine, champ qui va attirer l'aimant de
l'inducteur. On utilise des bobines car il faut pouvoir couper le champ
magnétique de l'induit une fois que induit et inducteur sont en face, pour que
le rotor puisse continuer son chemin sans être retenu par la force de
l'inducteur qui jusque là l'a attiré.
Il serait évidemment moins coûteux énergétiquement d'utiliser un aimant
permanent sur l'induit, et de renverser sa polarité ou au moins de l'annuler
le temps de s'éloigner du pôle attractif de l'inducteur. Malheureusement on
n'a pas trouvé d'écran magnétique, et pour inverser la polarité d'une
ferrite on utilise autant de courant en pertes fer qu'en maintenant le champ
magnétique dans une bobine à noyau de fer doux.
On pourrait aussi envisager un dispositif mécanique pour renverser l'aimant
sur lui même, mais la force d'attraction de l'aimant inducteur sur l'aimant
d'induit ferait que ce dispositif de retournement consommerait plus qu'une
bobine.
Tant qu'on y est avec les idées pour faire un moteur à mouvement perpétuel,
pourquoi quand on coupe l'alimentation de la bobine une fois l'induit et
l'inducteur en face, on ne récupère pas le même courant, lors du
déchargement du champ magnétique de l'induit, que celui qu'on a mis pour le
créer? Tout simplement parce qu'il y a plus d'énergie dans le champ
magnétique qui doit parcourir 10 cm dans l'air pour rejoindre l'inducteur que
dans un champ magnétique qui ne doit parcourir que 5 mm dans l'air une fois
induit et inducteur en face. Toute l'énergie initiale (apportée par le
courant et confinée dans le champ magnétique) étant transformée en travail
mécanique et en force contre électromotrice dans la bobine de l'induit.
Mais assez digressé, reprenons le cours de l'explication.
Pour rappel, nous avons vu que l'inducteur avait un champ magnétique
permanent, et l'induit un champ magnétique variable, qui lui permettait de
s'accrocher sur les aimants de l'inducteur. Il faut plusieurs phases (bobines
de l'induit alimentées en même temps) pour tourner dans le même sens et ne
pas avoir de vibrations.
Comme l'alimentation d'une phase dépend de la position des pôles de l'inducteur, on dit que ces moteurs fonctionnent en asservissement à boucle fermé (on vérifie en permanence que le stator et le rotor soit bien en phases). Pour l'instant ce concept n'est pas très important, il me permet de faire la différence avec les anciens moteurs appelés synchrones, qu'on appelle désormais synchrones conventionnels.
Enfin, dans les bobines de l'induit, le courant alternatif peut varier :
- entre 0 et x Volt, les phases sont mono-polaires (les bobines sont
soit polarisées dans le même sens ou pas polarisées du tout (moteur à
réluctance variable par exemple)),
- ou entre -x et x Volt, les phases sont alors bipolaires (au cours du
temps la bobine présente soit un pôle nord à l'inducteur, soit un pôle
sud). Au niveau de l'électronique, des phases bipolaires obligent à doubler
pratiquement le nombre de transistors de puissance, augmentant par là le coût
du contrôleur, de même augmente les pertes fer dans le noyau magnétique de
la bobine, mais elles permettent d'annuler l'effet d'hystérésis du noyau
magnétique de la bobine d'induit, qui sinon aurait un magnétisme résiduel
freinant un peu l'aimant une fois la position d'équilibre dépassée.
Le nombre de tours (ou de spires) dans les bobines influe directement sur le temps mis à charger ces bobines, donc sur la vitesse moteur qui diminue en même temps que le couple du moteur augmente. Plus on va vite, moins les bobines sont remplies, et moins on a de couple (mais la puissance reste à peu près la même, P=Cw).
Plus le régime max du moteur est limité, et plus le nombre de tours N est élevé (sinon il y a trop d'inductance et les spires n'ont pas le temps de se charger), diminuant d'autant le courant I nécessaire.
Attention, plus il y a de tours et plus le circuit de la bobine est
résistif, ce qui entraîne des pertes Joules supplémentaires. Il faut alors
veiller à avoir une section de conducteur cuivre de la bobine de section
suffisante, ce qui entraîne une augmentation de la masse du moteur.
L'avantage à limiter le courant d'induit est de limiter :
- les pertes de rendement
- l'échauffement,
- la taille et les coût des interrupteurs de puissance
- le poids des cables et connectiques.
Si on gère la puissance injectée via un hacheur (qui découpe le courant)
le nombre de tours par bobine influe sur la fréquence qu'il faudra appliquer.
Plus ce nombre de tours est petit, plus il faudra une fréquence élevée pour
que le courant injecté soit bien lissé. Là encore un grand nombre de tours
diminue la fréquence nécessaire et augmente donc en général le rendement du
hacheur.
Pôle
Dans l'inducteur aussi, on peut placer plusieurs bobines ou aimants, qui ont
chacun un pôle nord et un pôle sud. Pour mesurer le nombre d'aimants ou
bobines, on parle alors de nombre de paire de pôles (ou multiplié par
deux si on parle uniquement de pôles). Par exemple, un moteur avec 8
aimants collés sur l'inducteur sera un moteur à 8 paires de pôles, ou encore
un moteur 16 pôles. Un moteur avec un inducteur d'un seul aimant est appelé
bipolaire, par exemple tous les moteurs à collecteur avec 2 balais.
Chaque aimant de l'inducteur (donc chaque paire de pôles) participant à
l'attraction magnétique, plus il y a de paire de pôles, plus le moteur est
coupleux, mais moins il va vite car il faut faire autant de fois le cycle d'une
paire de pôle par tour qu'il y a de paires de pôle. On peut le voir comme une
démultiplication mécanique interne du moteur (comme si on mettait une boite
de vitesse derrière). La vitesse chute car les phases qui s'attirent avec les
pôles n'auront pas le temps de charger à fond leur champ magnétique.
Paradoxalement, sur les grands moteurs, plus on augmente le nombre de pôles,
et plus on réduit la taille et le coût.
Chaque pôle adjacent de l'inducteur à une polarité opposée (un nord à
côté d'un sud).
Attention à ne pas confondre phases mono ou bipolaires avec les moteurs
bipolaires à 1 paire de pôles. C'est le même mot mais pas la même
signification! Si la phase est bipolaire c'est qu'elle est alimentée par une
tension tout à tour positive puis négative, et un moteur bipolaire possède
un seul aimant inducteur. Pour ne pas confondre je parlerais de paire de
pôle.
Construction des aimants des phases et pôles
Les pièces polaires sont des pièces en fer placées sur des
aimants, qui conduisent le magnétisme de ces derniers.
Les pôles saillants sont les pièces polaires entourées de bobine ou
sur un aimant, et qui s'évasent à leur extrémité, pour répartir
l'écartement des lignes de forces et éviter que ces dernières ne passent
dans le bobinage cuivre, ce qui provoquerait des courants de Foucault si le
champ magnétique est alternatif.
Bien évidemment, ça augmente la surface de passage du champ magnétique dans
l'entrefer donc diminue la force d'attraction entre inducteur et induit, en
vertu de l'équation sur la force d'attraction magnétique F =
Φ²/(2.A.µ).
Equations de fonctionnement
Tous les moteurs ont pour principe un induit alimenté par des bobines (dont
les fils possèdent une résistance R et l'enroulement une inductance L), ces
bobines au passage du champ magnétique de l'inducteur générant une tension
opposée à celle appliquée à l'induit, qui est appelée Force contre
électromotrice ou f.c.é.m, par opposition à la force électromotrice
(f.é.m. ou tension) appliquée sur le moteur pour le faire fonctionner.
Les 3 équations de fonctionnement des moteurs sont donc :
1) f.é.m. = Ri + L(di/dt) + f.c.é.m.
Qui n'est que l'expression de toutes les chutes de tension dans les
enroulements de l'induit. Mais voyons maintenant l'équation de la
f.c.é.m..
2) f.c.é.m. = k Ω Φe
Avec k un coefficient dépendant de la construction du moteur, Ω la vitesse de
rotation du moteur et Φe l'induction de l'inducteur. On le voit, si on veut
que le moteur tourne, il faut que sa tension appliquée soit supérieure à la
f.c.é.m. générée. Cette équation nous donne directement la vitesse
maximale possible pour une tension donnée. Avec un inducteur bobiné, il est
possible de faire varier le flux magnétique Φe, ce qui nous permet en le
réduisant de diminuer la f.c.é.m. donc d'augmenter la vitesse possible pour
une tension ou f.é.m. donnée.
Sur un inducteur à aimants permanent, il n'est pas possible de modifier le
flux magnétique d'inducteur, il n'y a que l'augmentation de la f.é.m.
possible, ou encore la commande vectorielle (en décalant l'avance à
l'allumage) mais nous verrons ça plus loin.
3) Cem = k I Φe
Le couple du moteur est là encore dépendant d'un facteur k lié à la
construction du moteur, du courant I passant dans l'induit, et du flux
magnétique de l'inducteur. Nous avons vu juste avant en 2) que pour augmenter
la vitesse on pouvait réduire Φe, mais nous voyons ici qu'il en résultera
une baisse de couple, même si pour un f.é.m. donnée la baisse de Φe
entraîne celle de la f.c.é.m. et donc une augmentation du courant I.
En baissant l'induction Φe, on diminue le couple exercé pour un courant
donné, mais on va plus vite donc on gagne en puissance (P = C.Ω), mais moins
que ce qu'on perds en couple. Le rendement du moteur chute dans ces
conditions.
Divers coefficients des moteurs
Le rapport du couple à l'inertie : en rad/s². Beaucoup utilisé sur
les petits moteurs de modélisme, est très favorable quans il est grand (fort
couple pour un rotor à faible inertie).
Constante de temps thermique : en s, temps mis par l'induit à chauffer,
plus ce temps est faible et plus le moteur aura du mal à évacuer les
calories, nécessitant de mettre une protection contre la surchauffe.
La classe donne la tolérance à l'échauffement: Classe B
125°C, Classe F 155°C, Classe H 180°C (en traction c'est H
généralement).
La classe de service détermine l'usage du moteur (S1 en
traction pour dire que l'usage est continu).
Constante de temps électrique : Directement liée à l'inertie du
rotor, temps pendant lequel on peut couper l'alimentation du moteur sans qu'il
n'y ai de baisse visible de la vitesse. Pour les faibles valeurs (moins de 0,1
s) il faut donc prévoir des inductances de lissage en cas d'utilisation avec
un hacheur qui régularise la vitesse, ou augmenter la fréquence de découpage
du hacheur.
Le Kv (en rpm/V, remarquez l'usage des majuscules et minuscules, qui est
l'opposé de kV (kiloVolts) pour ne pas confondre) est la vitesse atteinte à
vide pour 1 V appliqué. Par exemple, un Kv de 250 indique un moteur tournant
à 250 rpm pour une tension appliquée de 1V.
Ce coefficient dépend de la construction du moteur : Nb de phases, de pôles,
résistance du fil des bobines, etc.
Plus les bobines ont de spires, et plus le Kv diminue (mais plus le couple
augmente).
Le couple du moteur est lié directement au nombre d'ampères-tours NI
des phases de l'induit. C'est à dire que la force d'attraction magnétique
dépend de NI, avec N le nombre de tours des spires et I l'intensité passant
dans les spires.
Survoltage d'un moteur électrique
Le survoltage consiste à appliquer une tension supérieure à celle dont le moteur est prévu, donc a envoyer des électrons plus costauds dans les bobinages de l'induit, ce qui limite le nombre d'électrons à envyer, principal avantage.
Il faut dans ce cas impérativement contrôler le courant, car à résistance de bobinage constante pour une plus grande tension on a plus d'intensité au démarrage et donc d'échauffement. Il faut contrôler sa vitesse max qui va dépasser les spécifications, la vitesse de rotation étant proportionnelle à la tension.
Le survoltage permet :
- plus de couple avec le même courant donc sans échauffement supplémentaire.
- moins de courant à couple constant donc d'échauffement
- plus de puissance possible
C'est d'ailleurs pour toutes ces raisons que l'on cherche à travailler avec
une tension toujours plus grande (P=UI, si U augmente I diminue), et ce n'est
que la limite des composants électroniques, des commutateurs et de la
dangerosité des hautes tensions qui nous limite.
Différents Modes de fonctionnement
Fonctionnement en mode moteur
Le principal principe appliqué est celui d'un aimant fixe sur l'inducteur,
générant un champ magnétique fixe, et se déplace dedans l'induit, qui par
circulation d'un courant dans un sens ou dans l'autre et alternativement dans
chacune des phases permet de provoquer des attractions - répulsions avec les
aimants de l'inducteur. On peut aussi voir que le champ magnétique de
l'inducteur va voir son passage plus ou moins facilité dans le circuit
magnétique de certaines phases, tendant à attirer ce circuit magnétique à
lui.
Il est aussi possible de se passer complètement du circuit magnétique dans
l'inducteur (ex des derniers démarreurs avec que du bobinage) pour alléger
les masses tournantes des MCC.
En fait, les cours d'électromagnétisme commencent souvent par la
présentation du moteur MCC avec que des conducteurs électriques à l'induit,
car ça permet de faire les calculs avec l'équation de la force de Laplace, vu
qu'on n'a pas de formule simple pour calculer directement l'attraction
répulsion entre 2 aimants. Mais dans la réalité ces moteurs sans fer sont
quand même rares.
La vitesse de rotation est directement liée au nombre de pôles, alors que le
couple en est indépendant.
Si on diminue le nombre de pôles, la vitesse du moteur peut augmenter.
Fonctionnement moteur ou génératrice
Quand un moteur tourne, il génère une tension la f.c.é.m.. La tension
appliquée au moteur est la f.é.m. .
Si la f.é.m. > fecm, c'est un moteur (on rentre de l'électricité pour
sortir un travail mécanique).
Si f.c.é.m. > f.é.m. (par exemple on a relâché l'accélérateur en
descente, le moteur tourne plus vite que ce que la tension appliquée ou
f.é.m. lui demande) c'est une génératrice (on rentre un travail mécanique
pour sortir de l'électricité).
C'est le contrôleur qui modifie la tension appliquée au moteur qui doit être
capable de laisser le courant repartir vers les batteries pour le recharger.
Il faut pour cela que la tension générée par la génératrice soit
supérieure à la tension batterie, ce sera toujours vrai car c'est les
bobinages qui cherchent à se décharger et montent en tension pour le faire.
Comme les batteries ont une très faible résistance interne (si elles sont en
bon état) les bobines se déchargent presque entièrement dedans.
Asservissement en courant et en vitesse
Au démarrage du moteur, la f.c.é.m. est nulle (pas de rotation). Si on
applique telle quelle la tension maxi, on va avoir un gros courant pompé par
le moteur (juste limité par la résistance des bobinages et l'inductance, soit
I = RI+Ldi/dt, courant qui va diminuer au fur et à mesure que le moteur va
prendre ses tours. Pour éviter cette grosse consommation de puissance et le
fort à-coup de couple appliqué qui peut être néfaste pour la mécanique, on
asservit le moteur en courant, c'est à dire en limitant la tension appliquée
pour n'obtenir que le courant nécessaire au couple de démarrage voulu.
Si on met une charge sur le moteur, la vitesse va baisser, car le couple
précédemment appliqué (donc le courant I absorbé par le moteur) ne suffit
plus, il faut donc un dispositif qui observe la vitesse du moteur et augmente
le courant si nécessaire.
Couple et puissance des moteurs électriques
Quand on parle de puissance pour un moteur, on parle de celle absorbée par le moteur, elle dépend du régime (P = C.Ω) et correspond à un régime nominal, sous une charge nominale. Donc un moteur de 15 kW peut allègrement consommer 20 kW si on dépasse son régime, ou qu'on l'alimente sous une tension supérieure. Mais alors la puissance dégagée en chaleur (à cause du rendement qui n'est pas de 100%) est supérieure à celle nominale donc au refroidissement prévu, on ne pourra pas tenir cette sur-puissance pendant trop longtemps sous peine de chauffe.
La caractéristique principale des moteurs électriques par rapport au
moteur thermique est que 100% du couple est là dès 0 tr/min, alors que son
homologue thermique doit attendre d'arriver au milieu de la plage de régime
pour atteindre son couple max, et la fin de la plage de régime pour atteindre
sa puissance max. Alors que sur un moteur électrique la puissance max est
atteinte dès 400 tr/min (la moitié du régime de ralenti d'un moteur
thermique).
En fait, dès que le moteur électrique prends de la vitesse, les bobines de
l'induit n'ont plus le temps de se charger à bloc, et le couple décroit
progressivement au fur et à mesure que le moteur prends de la vitesse. Mais au
niveau de la puissance (P=C.ω) la vitesse de rotation monte aussi vite que le
couple descend, le moteur électrique à donc une plage de puissance constante
sur toute sa plage de régime.
Voyons les courbes comparées entre le moteur thermique et le moteur
électrique :
avec
l'axe des x en tr/min.
Les courbes peuvent aussi être présentées dans un graphique à 3 entrées,
fonction du régime moteur et de l'ampérage (le couple demandé, c'est à dire
l'écart de tension appliquée par rapport à la f.c.é.m. du moteur, qui
dépend du régime moteur), ex pour un MS à collecteur et aimants permanents
:
Rendement des moteurs électriques
Pour rappel, le rendement c'est le rapport entre ce qui rentre et ce qui
sort. En général, on utilise soit la puissance soit le couple (ou
l'énergie), à savoir n = Ws /We, avec We puissance en entrée et Ws =
puissance en sortie. Un rendement est donc un pourcentage, la différence avec
le 100 % étant l'énergie ou la puissance dissipée sans qu'elle intervienne
dans l'application recherchée. Ces pertes sont principalement dissipée en
chaleur. Si on cherche la régénération (travail mécanique à fournir +
chaleur) alors les rendements s'envolent...
La puissance est la quantité de couple ou d'énergie (c'est la même unité)
fournie en une seconde (penser à l'exemple du cycliste qui donne 10 coups de
pédale en 10s, s'il en donne 20 de même force que précédemment il fournira
2 fois plus de puissance, avec pourtant la même énergie à chaque coup).
Comme la puissance est de l'énergie / s, et que l'on divise des puissances,
les /s s'annulent et on aurait pu écrire n = Cs/Ce = Es/Ee avec C le couple et
E l'énergie.
En théorie, les actionneurs électriques ont un rendement de conversion
électricité - mécanique de 100%. Évidemment il y a des pertes au passage,
et on observe des rendements moyens de 70%, avec des pointes à 95% pour les
moteurs asynchrones et des 40% pour les moteurs à collecteur universels.
Ces pertes se trouvent dans les dissipations ohmique (câbles entre
alimentation et moteur, fil des bobinages, mauvais contact entre les
balais-collecteurs pour les moteurs à courant continu, etc.), les pertes par
frottements dans les paliers ou roulement supports de l'axe tournant, et
toujours dans les moteurs à balais.
Pertes ohmiques
En règle général, ils auront un meilleur rendement si l'intensité
électrique est faible (car il y a toujours des résistances ohmiques, et
puissance dissipée en chaleur Pr = RI², donc un faible I donne moins de
pertes de chaleur). Pour diminuer l'intensité, il faut :
- Aimants au lieu de bobines (c'est un champ magnétique généré
naturellement, qui n'aura pas à l'être par un courant électrique). Les
aimants ne peuvent être que d'un côté (rotor ou stator) en face il faut un
champ magnétique variable (pour attirer puis repousser) donc fatalement
généré par des bobinages donc du courant.
- Aimants puissants (le champ magnétique en face généré par le courant
électrique sera d'autant moins fort).
- Des bobinages avec un grand nombre de spires (comme Phi = NI, pour diminuer I
il faudra augmenter le nombre de spires, en général des questions de poids et
de volume nous limitent dans ce domaine).
- Grand diamètre du moteur et présence d'un réducteur mécanique (attention,
ce réducteur bouffe aussi de la puissance donc du rendement), pour que le
couple soit fourni par le bras de levier au lieu d'un fort courant.
- Travailler dans les domaines de variations de tension dans les bobines (le
fameux Dwell des bobines d'allumage), c'est à dire limiter la durée de la
phase où le courant dans les bobines est maximal. Pour obtenir cela, il faut
travailler dans la plage de vitesses hautes du moteur, quand le courant pulsé
dans les bobines n'atteint pas la phase maximum, ça permet en plus de
récupérer l'énergie stockée dans le champ magnétique sans perte, vu que
le champ n'était pas maxi et entretenu par un courant constant. En gros,
à basse vitesse, la bobine sera chargée en 1 s, et si l'aimant met 6 s à
arriver, pendant 5 s il y aura le courant max qui va passer pour rien (à part
entretenir un champ magnétique à un niveau identique et dissiper le tout en
chaleur, pouvant entrainer la destruction des bobinages moteur). A vitesse
optimale, l'aimant met 1 s pour arriver devant la bobine, donc cette dernière
ne reste pratiquement pas dans le domaine de dissipation en chaleur, et toute
l'énergie emmagasinée dans le champ magnétique est remise en partie dans le
circuit, augmentant d'autant le rendement. A plus haute vitesse, l'aimant ne
met plus que une demie seconde, la bobine ne se charge que sur la moitié du
temps, l'attraction exercée est réduite et le couple diminue. si le couple de
frein exercé est trop fort, on ne pourra pas monter plus haut.
Pertes de variations de magnétisme
Les pertes magnétiques (pertes fer et courants de Foucault (qui quelques part sont des pertes joules) ) qui dépendent directement du courant dans les bobines (intensité du champ magnétique pulsé) et de la fréquence de coupure des champs magnétiques. Ces pertes diminuent le rendement dans les hauts régimes, au contraire des bas régimes où c'est le Dwell non respecté qui fait chuter le rendement. Ces pertes sont amplifiées par le courant, mais c'est la qualité du noyau magnétique qui va les diminuer (noyau magnétique fer à faible hystérésis, et en lamelles isolées pour limiter les courants de Foucault.
L'effet du remplissage des bobines trop long ou trop court et des pertes fer augmentant avec la fréquence est ce qui explique que les actionneurs n'auront pas le même rendement dans toutes leur plage de fonctionnement.
Pertes d'entrefer
Comme on l'a vu, le champ magnétique se charge d'énergie, et il faut plus
d'énergie pour le faire passer dans l'air. Quand on rapproche un conducteur
magnétique d'un aimant, on diminue cette énergie mise dans le champ de l'air,
la preuve, quand on veut ré-éloigner le conducteur de l'aimant, il faut
forcer pour redonner de l'énergie au champ magnétique. Quand dans le moteur
l'inducteur est placé en face de l'induit, l'énergie dans le champ est
minime. L'énergie minimum contenue le champ magnétique sera celle qui est
dans l'air entre l'inducteur et l'induit, ce qu'on appelle l'entrefer. Plus il
y aura d'air entre les 2, plus l'énergie résiduelle du champ magnétique sera
importante. Comme cette énergie ne participe pas au travail mécanique, il
faut diminuer l'entrefer pour augmenter le rendement.
Cette notion vaut pour les moteurs avec diode de roue libre dissipant le flux
magnétique résiduel. Cet effet est diminué si cette énergie peut être
récupérée lorsque qu'on coupe l'alim de la bobine et qu'on renvoi ce courant
dans la batterie ou les autres phases. Mais dans tous les cas cette énergie
résiduelle est compliquée à récupérer et la récupération n'est pas
complète. Encore des points en moins pour le rendement, car c'est de
l'énergie qui ne sert à rien dans les cas de moteurs bipolaires (l'induit
L'entrefer joue donc principalement sur la force des aimants à prévoir, plus
ils sont puissants plus ils sont , mais joue aussi un peu sur le rendement de
par cette force magnétomotrice résiduelle qui ne participe pas à la rotation
du moteur et qu'il est compliqué de récupérer, jamais
La force magnétomotrice des aimants ou de celle des bobines de l'inducteur
sert principalement à traverser l'entrefer, sinon dans les noyaux magnétiques
du circuit magnétique ça glisse tout seul. Donc, plus cette distance
d'entrefer sera grande, plus il faudra des aimants puissants (donc lourds et/ou
chers) ou un courant d'excitation plus important, grévant un peu plus le
rendement.
Cet entrefer varie entre 1 mm et 5 mm. Sur les machines radiales, la force
centrifuge va déplacer le rotor intérieur vers le stator en le faisant
gonfler, il faut donc avoir un espace plus important. Sur les machines axiales,
le centre de l'aimant avec la vitesse va un peu s'excentrer, mais globalement
on peut avoir un entrefer le plus faible possible.
Autres paramètres
Comme on le voit, le moteur électrique est dépendant des paramètres de
construction comme l'est le moteur thermique avec la courbe de rendement qui
s'effondre à bas et hauts régimes, quand les accords d'admission et
d'échappement ne font plus effet. Par contre, le rendement max d'un moteur
thermique est 40%, contre 95% pour un moteur électrique.
On pourra noter que plus le moteur est lourd (nombre de spires, diamètre du
circuit magnétique, etc) plus le rendement est élevé, mais dans les
applications embarquées comme les voitures électriques, ça grève le
rendement total du véhicule par un poids supérieur. Quand je me tue à vous
répéter que l'automobile est encore une fois une habile question de
compromis.
De même, plus le régime moteur augmente, donc le voltage appliqué (à
condition que cette tension soit adaptée au régime) le rendement augmente.
Revoyons d'une autre façon le rendement :
Quand on déplace un aimant à côté d'une bobine, une tension est générée
aux bornes de la bobine. Cette tension est due à la variation du champ
magnétique traversant la surface d'une boucle de la bobine.
Donc, plus la variation de flux magnétique est importante, plus la tension est
élevée.
Cette variation est plus importante si le champ magnétique de l'aimant est
plus fort, s'il se déplace rapidement et plus près de la bobine. Comme le
champ magnétique d'un aimant permanent est fixe, intéressons-nous aux 2
autres paramètres susceptibles d'être modifiés.
La tension générée dans la bobine sera appelée tension induite, ou force
contre électromotrice (f.c.é.m.).
Si on applique une tension aux bornes d'une bobine ( ou force électromotrice
f.é.m. ), un champ magnétique est généré, sa force magnétique augmentant
avec le courant parcourant la bobine. Ce champ magnétique attirera d'autant
plus un aimant que l'aimant est puissant et que cet aimant est proche de la
bobine (les lignes d'induction du champ magnétique ayant plus de densité
proche de la bobine ou de l'aimant).
Donc là aussi, seuls 2 paramètres, le courant dans la bobine et la distance.
Appliquons les 2 règles précédentes et nous obtenons un moteur électrique
synchrone. Plaçons un aimant à une certaine distance d'une bobine
électrique. Cet aimant étant relié à une roue, il passera à chaque tour
devant la bobine.
Appliquons une tension aux bornes de la bobine, un courant va s'établir, qui
va monter progressivement jusqu'à la valeur de courant maxi dépendant de la
résistance ohmique du conducteur électrique constituant la bobine. Le temps
mis pour atteindre ce courant max dépend du circuit magnétique installé au
coeur de la bobine, rapide si c'est de l'air, plus lent si c'est un noyau en
fer (mais le champ magnétique généré sera alors plus fort). En effet, le
courant qui circule génère un champ magnétique, mais l'augmentation de ce
dernier provoque une variation du champ magnétique qui comme nous l'avons vu
s'accompagne d'une f.c.é.m., de sens opposé à la f.é.m. appliquée. Du
coup, la tension réelle agissant sur la bobine (égale à la f.é.m.
-f.c.é.m.) sera beaucoup moins élevée que la f.é.m. et augmente
progressivement au cours du temps, entrainant l'augmentation du courant, et
donc du champ magnétique de la bobine.
Lorsque le champ magnétique généré par la bobine sera suffisant, l'aimant
va se mettre en branle, et s'approcher de la bobine. En s'approchant, il
diminue la distance avec la bobine donc modifie la valeur du champ magnétique
dans la bobine. Il augmente la f.c.é.m. de la bobine, et donc plus il approche
et plsu le courant baisse.
Une fois en face de la bobine, on coupe le courant dans cette dernière (ou on
inverse le courant pour repousser l'aimant) et l'aimant continue son chemin.
Plus l'aimant passe vite devant la bobine, et plus la f.c.é.m. est élevée.
Arrive une vitesse ou la f.c.é.m. générée par le passage de l'aimant est
presque égale à celle appliquée. Il n'y a alors presque plus de courant qui
passe, et donc presque plus d'attraction de l'aimant. Le courant résiduel
permet juste d'entretenir la rotation du moteur, en fonction de la charge
appliquée. La tension appliquée détermine donc la vitesse de rotation du
moteur. A la vitesse nominale c'est là que le moteur consomme le moins.
Lors des phases d'accélération du moteur, surtout aux bas régimes, la
f.c.é.m. étant faible le courant est très fort.
Comme le couple d'un moteur électrique dépend de la force d'attraction
magnétique, celle-ci dépendant de l'intensité, le couple d'un moteur
électrique est maximal aux bas régimes, pour diminuer quand on s'approche de
la vitesse nominale. Par contre, le régime augmentant, la puissance du moteur
augmente (voir reste constante si le couple diminue aussi vite que le régime
augmente), car la puissance est le couple multiplié par la vitesse de
rotation.
Si on avait pleins d'aimants et autant de bobines en face, pour faire en sorte
que la distance soit faible, on pourrait travailler sur la plage de remplissage
du champ magnétique de la bobine et diminuer d'autant le temps où le courant
est maximal dans la bobine. Par contre il faut trouver un moyen pour augmenter
la f.c.é.m. dès les bas régimes, c'est d'utiliser des aimants le plus
puissants possibles.
La puissance s'effondre au delà de la vitesse nominale, pour s'annuler puis
devenir négative, c'est à dire que le moteur devient générateur (l'aimant
passe tellement vite devant la bobine qu'il génère une f.c.é.m. supérieure
à celle appliquée, le courant part dans la batterie pour recharger cette
dernière).
En générateur, le moteur consomme de la puissance mécanique, il freine la
charge qui entraîne le moteur.
Le rendement, nous y arrivons, est le rapport entre ce qui est mis en entrée
et ce qui est récupéré, on peut faire le rapport entre les énergies ou les
puissances électriques.
Pour le mode moteur, c'est la puissance mécanique récupérée sur l'arbre
moteur divisée par la puissance électrique appliquée aux bornes du moteur.
Le rendement augmente proportionnellement à la vitesse de rotation. En effet,
plus l'intensité est importante, et plus il y a des pertes de chaleurs, qui
dépendront de la résistance ohmique du circuit électrique des bobines. Plus
l'intensité est faible, moins il y a de pertes de chaleur donc de pertes de
rendement, le but d'un moteur électrique n'étant pas de chauffer (nous
laisseront ça aux moteurs thermiques bien nommés, qui transforment 70 % de
l'énergie qu'on leur fournit en chaleur).
Une partie aussi de l'énergie dégagée en chaleur provient des pertes fer,
pertes qui viennent du changement du champ magnétique dans le noyau
magnétique de la bobine. Ces pertes augmentent elles avec la fréquence de
commutation du courant dans la bobine, donc de la vitesse du moteur, en même
temps que les pertes Joules diminuent. C'est pourquoi à la vitesse nominale le
rendement n'est pas de 100%, à cause des pertes fer qui ont augmentées.
Voyons maintenant le fonctionnement en génératrice. Nous avons vu qu'il
commence là où le fonctionnement moteur s'arrête, c'est à dire quand la
f.c.é.m. est égale à la f.é.m. (le moteur est entrainé à sa vitesse de
rotation maximale pour la tension appliquée) à la vitesse maximale (ne pas
confondre avec la vitesse nominale qui est celle où le moteur aura le meilleur
rendement).
En mode générateur, le moteur délivre une puissance électrique
proportionnelle à la sur-vitesse (vitesse moteur au dessus de la vitesse
maximale). Les frottements augmentant avec la vitesse, les pertes mécaniques
s'élèvent. Si cette tension supplémentaire est appliquée sur une batterie,
une partie de cette énergie sera stockée sous forme chimique, une partie
étant dépensée en perte Joules dans l'électrolyte de la batterie à cause
de la résistance interne (le courant traverse la batterie). Cette perte Joule
tourne autour de 30 %, dépendant du type de batteries.
Le rendement en mode générateur est la puissance électrique en sortie du
moteur divisée par la puissance mécanique absorbée par le générateur. Si
le but est de recharger une batterie, on peut aussi prendre la puissance
électrique reconstituée dans la batterie, c'est à dire en enlevant 30%
(rendement de charge) au rendement en sortie de générateur.
Les batteries en général n'acceptant pas des courants de charge très
élevés (recharge autour de 1C (capacité de la batterie en A au lieu de Ah)
voir 0,1 C), au delà de cette intensité de recharge la batterie laisse passer
le courant en en stockant de moins en moins, le rendement de charge de la
batterie s'effondrant, le rendement du générateur en mode stockage d'énergie
par batterie s'effondre aussi aux hauts régimes (c'est moins le cas avec les
supercondensateurs par exemple).
Le rendement en mode générateur et en mode moteur est le même aux alentours
de la zone optimale de la vitesse maximale, c'est à dire entre 0,8 et 0,9.
Par contre, quand on s'éloigne de cette zone (faibles vitesse pour le moteur,
fortes vitesses pour le mode générateur) les rendements chutent.
Voir le graphique à refaire, graphe-rendement.
A la vitesse maximale de transition générateur-moteur, la puissance
mécanique (générée ou prélevée) étant nulle, le rendement est
mathématiquement nul. Mais juste sur les côtés, quand la puissance
mécanique à un minimum d'effet et que le courant consommé est minimal, le
rendement est maximal. Mais comme les frottements sont alors plus importants
que la puissance prélevée-fournie, le rendement continu à être faible, mais
monte rapidement jusqu(à ses 2 extremums de part et d'autre de la zone de
transition.
En mode moteur ou générateur, il faut travailler dans la zone allant de la
puissance maxi à celle de rendement max.
Pour faire varier la vitesse du moteur, ou déplacer la zone de transition, il
suffit de faire varier la tension appliquée (f.é.m. ). Pour cela on utilise
un hacheur, qui va couper de temps en temps et très rapidement la tension
appliquée pour que sa moyenne varie entre zéro et la tension batterie. On
adapte ainsi le rendement à la vitesse du moteur. Par contre la puissance
consommée et fournie diminue. Les courbes ci-dessus se rétrécissent
d'autant.
Suite page 3 pour le principe de fonctionnement par famille de moteur.
Les autres pages sur les moteurs électriques :
Principes de fonctionnement généraux <-- Vous êtes ici
Principes de fonctionnement spécifiques pour les moteurs sans collecteur
Principe de fonctionnement spécifique pour les moteurs à collecteur
à suivre...