| Le stator d'un moteur (asynchrone ou synchrone) ou d'un générateur a des enroulements répartis pour que le champ magnétique puisse se déplacer souplement d'un pôle à l'autre. |
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Alternateur à enroulements répartisUn alternateur a des pôles composés de bobinages déphasés (angle α): un pôle de stator se compose de plusieurs bobinages élémentaires montés en série (enroulements répartis).L'avantage est que l'alternateur produit une tension sinusoidale (en rouge sur le graphique), même si le champ magnétique produit par la roue polaire est déformé (le courants dans chaque bobinage est indiqué en noir). Le champ magnétique dans les bobinages successifs n'atteint pas le maximum simultanément, et donc les tensions induites dans chaque bobinage sont déphasées. La tension totale obtenue est moindre que s'il y avait un seul bobinage (avec le même nombre de spires au total), mais la tension récoltée est sinusoïdale. La tension obtenue dépend du nombre de bobinages par pôle.
Moteurs à enroulements répartisLes moteurs (synchrones ou asynchrones) ont également des bobinages répartis pour obtenir un couple plus stable (sans à-coups). La photo à droite est le bobinage d'un moteur asynchrone triphasé où on remarque bien l'absence de pôles définis: le champ tournant qui doit entrainer le rotor se déplace plus souplement.Le rotor d'un moteur asynchrone a une cage d'écureuil avec des barreaux obliques pour avoir un couple constant quel que soit la position des barreaux: il y a toujours une partie des barreaux qui reçoivent le champ magnétique.
Alternateurs à aimants permanentsLes alternateurs à aimants permanents produisent de l'alternatif, mais celui-ci est directement redressé et envoyé à un onduleur. Il y a un exemple de stator d'un petit générateur d'éolienne individuelle à droite. La tension d'un tel alternateur n'est pas stable (ainsi que la fréquence): il faut donc nécessairement passer par un redresseur et un onduleur avant de mettre le courant sur le réseau.Les petits groupes électrogènes de technologie 'inverter' utilisent également un onduleur à partir de la tension redressée. Le moetru du groupe peut ainsi tourner à la vitesse la plus appropriée, tandis que l'onduleur produit de l'alternatif à fréquence fixe. Comme la forme de la tension n'a pas d'importance, les enroulements répartis ne sont pas nécessaires: on utilise donc un enroulement par pôle, ce qui se voit bien sur la photo. La tension induite est ainsi un peu plus élevée qu'en cas d'un pôle à enroulements répartis (le rendement est également un peu plus élevé). Le stator a 8 pôles, ce qui permet de produire une fréquence suffisamment élevée pour faire fonctionner l'onduleur dès les basses vitesses de rotation. La fréquence produite par l'alternateur n'a aucune importance, le courant étant redressé. Quand c'est techniquement possible, on utilise une fréquence de 400Hz qui permet de réduire la taille du générateur pour une puissance donnée. La tension produite est triphasée, formant un couple constant pour l'éolienne (c'est une des raisons pour lesquelles on utilise toujours du triphasé dans les gros moteurs électriques et les alternateurs). A première vue il est pratiquement impossible de distinguer le stator d'un moteur asynchrone (ou synchrone) du stator d'un générateur. Ce n'est que dans le cas d'un alternateur couplé à un onduleur qu'on remarque que les enroulements ne sont pas répartis. |
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