2018

 


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Le livre est en "Anglais "

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  •   PRÉSENTATION DU LIVRE

       Les compétences nécessaires pour exercer le métier de technicien de maintenance automobile ont fortement évolué face aux équipements électroniques qui se généralisent comme l'injection, l'allumage, le système anti-blocage des roues (ABS), l’ordinateur de bord, le GPS (navigation assistée), l’airbag...Véritable médecin des voitures, le technicien démonte, contrôle, répare et règle aussi tous les systèmes mécaniques du véhicule.       Outre l’entretien auto courant (graissage, vidange, contrôle des principaux organes, etc.), le mécanicien qualifié effectue des travaux se rapportant à d’autres éléments : moteur, boîte de vitesses, embrayage, essieux, roues, direction, freins, suspension, équipement électrique. 
       Sous forme de fiches synthétiques, l’objectif de cette nouvelle édition est d’apporter une aide efficace au sein d’une démarche professionnelle méthodique. Elle apporte notamment des informations sur les circuits de lubrifictaion et de préchauffage ainsi que lsur la mise hors tension de véhicules moteurs électriques.


   SOMMAIRE DE L'OUVRAGE
   60 fiches sont traitées sur une double page pour une démarche professionnelle méthodique. Les thèmes abordés sont:
 
  • Documentation et outillage
  • Moteur
  • Injection
  • Allumage
  • Transmission
  • Freinage
  • Suspension
  • Train roulant
  • Electricité
  • Organe de sécurité et de confort 


    Pour télécharger ce livre en format PDF
La maintenance automobile - 2éme édition - en 60 fiches


Ce cours sera divisé en 3 parties



Partie I

I/ Principe De Fonctionnement             

   A/ Phénomènes D'Induction

   B/ Application A L’alternateur 

II/ Description Des Parties Essentielles D'un Alternateur 

   A/ Le Stator 
   B/ Le Rotor     

Partie II

IV/ Etude Générale D'un Alternateur           

  A/ Fonctionnement A Vide 

  B/ Fonctionnement En Charge 

  C/ Rendement De L’alternateur

  D/ Alternateur Triphasé 

  E/ Excitation Des Alternateurs

Partie III

V/ Fonctionnement D'un Alternateur           

  A/ L’alternateur Alimente Seul Un Réseau 

   B/ L’alternateur Alimente  Un Réseau En Parallèle Avec D'autres Alternateurs 

      1° Conditions De Couplage 

      2° Répartition Des Charges

  C/ Limites De Fonctionnement

  D/ Fonctionnement En Moteur Synchrone

  


  Partie I

I/-Principe de fonctionnement
   Le principe d'induction magnétique est généralement expérimenté en déplaçant un aimant permanent dans une bobine. Une tension se crée aux bornes de la bobine. Un alternateur fonctionne selon ce principe :un électroaimant, alimenté par un courant d'excitation, est en rotation à l'intérieur de trois bobines : il  produit ainsi trois tensions triphasées alternatives décalées de 120°. Ces tensions sont ensuite redressées en une tension continue.
   L'énergie produite par un alternateur est proportionnelle à la vitesse de rotation de l'électroaimant et à sa puissance, qui elle même est proportionnelle au courant d'excitation.

A/ Phénomènes D'Induction

1)-Action mutuelle de deux aimants

La région de l’espace, dans laquelle se manif este l ’action d’une aimant est appelée CHAMP MAGNETIQUE 

- Le champ magnétique peut être matérialisé par des LIGNES DE

FORCE qui indiquent en tout point la direction de son effet.  

- le sens des lignes de force a été conventionnellement choisi, du pôle 

nord vers le pôle sud à l’extérieur de l’aimant. 


2) INDUCTION MAGNETIQUE


Au point  P la force d’attraction agissant sur l’aiguille aimantée est plus
importante qu’au point  P’.  
Nous dirons que l’INDUCTION MAGNÉTIQUE est plus importante en P qu’en P’
L’induction magnétique B est une grandeur déf inissant la valeur
du champ magnétique en un point donné. 
Elle s’exprime en TESLA (T).
C’est au centre de la bobine que cette induction est la plus 
importante.
De quoi dépend l’induction magnétique à l’intérieur d’une bobine ?

3) Induction électromagnétique


Pendant le déplacement de l’aimant, un
courant prend naissance dans la bobine 

Ce courant est appelé : COURANT INDUIT 

CONCLUSION

Pour qu’un courant induit prenne naissance dans une bobine, il faut qu’elle soit
soumise à une VARIATION DE FLUX (ΔΦ) 
La bobine qui produit le flux est appelée :  INDUCTEUR
La bobine dans laquelle prend naissance le courant induit est appelée :  INDUIT



B/ Application A L’alternateur

  On nomme alternateurs, les générateurs de courant alternatif. La plupart sont des machines très puissantes en service dans les centrales thermiques ou hydrauliques. 
   Les f.é.m. alternatives sont produites par induction, c’est -à-dire par déplacement relatif d’un circuit induit par rapport à un circuit inducteur.
  Un courant continu passe dans les bobines de l’inducteur et aimante les pôles. Les lignes d’induction sortent par chaque pôle nord, traversent l’entrefer entre les pièces polaires et le stator, puis bifurquent à gauche et à droite pour passer dans les deux pôles sud voisins après avoir traversé une seconde fois l’entrefer. 
   Actuellement, pour les alternateurs de grande puissance, l’induit est fixe et l’inducteur mobile. Deux formes sont adoptées : les alternateurs à pôles inducteurs saillants, dont la vitesse est relativement lente, sont entraînés par des turbines hydrauliques, des moteurs à gaz ou diesel ; les turbo-alternateurs à inducteurs lisses, sont accouplés à des turbines à vapeur ou hydrauliques tournant à grande vitesse. 
   Nb :Certains alternateurs de petite puissance ont un inducteur fixe et un induit mobile, notamment ceux utilisés en bout d’arbre comme excitatrice. 

II/ Description Des Parties Essentielles D'un Alternateur 

  Un alternateur est composé des ensembles suivants :  
- le stator :il est  composé de la carcasse, du circuit magnétique et des bobinages

- le rotor : il est composé d’un circuit magnétique, de masses polaires et du bobinage polaire

A/ Le Stator 

   Le stator  comprend un circuit magnétique constitué par un empilage de tôles en forme d couronne, isolées les unes des autres pour limiter les courants de Foucault. L’ensemble de couronnes avec leur isolation est fortement serré, il constitue le circuit magnétique du stator.
   Dans sa partie intérieure, le circuit magnétique comporte des encoches uniformément répartie dans lesquelles vient se loger l’enroulement triphasé du stator.  Le circuit magnétique du stator est en fer afin d’augmenter le champ magnétique engendré par le rotor, il supporte le bobinage du stator. Le bobinage d’un stator triphasé comprend trois bobines décalées l’une par rapport l’autre de 120°.  

   Les deux extrémités de l’enroulement aboutissent chacune à une borne à la plaque de borne de la machine. Elles constituent l’entrée et la sortie de l’enroulement. Elles ne sont pas connectées ensemble : l’enroulement est ouvert. C’est à l’utilisateur de réaliser le couplage Parce que l’induit est fixe, on peut isoler fortement ses conducteurs  ; aussi, construit-on d'alternateurs qui produisent des f.é.m. atteignant jusqu’à 15 000 volts. 


B/ Le Rotor 

   Le rotor qui tourne à l’intérieur du stator immobile.  Le rotor porte, dans les encoches disposées Ã  sa périphérie, un enroulement parcouru par un courant continu.    Le courant continu provient du système d’excitation   Le rotor excité, en tournant, produit un champ tournant avec lui. Ce champ tournant engendre des forces électromotrices dans chacune des phases de l’enroulement du stator.  
   Les pôles sont alternativement nord et sud ; leur nombre total 2 p est toujours paire.  Certains rotors n’ont que 4 pôles, il en est qui en possèdent plusieurs dizaines.   


   Si les différentes phases du stator sont fermées sur un circuit extérieur, elles sont parcourues par des courants alternatifs. 
   L’ensemble de ces courants produit un champ tournant dans le même sens et à la même  vitesse que le rotor . Le champ du rotor est proportionnel au courant d’excitation ; le champ du stator est proportionnel au courant  I dans les phases de l’enroulement du stator. 


à suivre....


Partie II
Partie III


    Le stockage d'énergie innovant est la clé de l'avenir de l'énergie renouvelable, mais imprévisible, solaire et éolienne.

  Nous tenons pour acquis que l'électricité circulera vers nos ampoules, ordinateurs et micro-ondes au moment précis où nous en aurons besoin. Nous devons cette fiabilité au réseau électrique, une machine vaste et complexe qui s'ajuste constamment pour équilibrer l'approvisionnement en électricité provenant des centrales électriques, des éoliennes et des panneaux solaires avec la demande des clients.



   Pour que la grille reste franche, l'électricité doit être cachée pendant les périodes où la demande dépasse l'offre. C'est particulièrement vrai pour l'énergie renouvelable - la demande est parfois plus grande lorsque le vent ne souffle pas ou que le soleil ne brille pas. À l'heure actuelle, seulement environ 2% de l'électricité pouvant être produite peut être stockée sur le réseau. Avec plus d'énergies renouvelables en ligne, plus de stockage est nécessaire, et bientôt. La Californie a même exigé que 1 325 mégawatts ** de stockage d'énergie soient ajoutés au réseau d'ici 2020.
    La course est lancée pour trouver de nouvelles et meilleures façons de cacher le pouvoir. Les scientifiques et les entrepreneurs testent déjà de nouvelles technologies et améliorent les anciennes pour augmenter la capacité et réduire les coûts.

   Jeff Chamberlain, directeur exécutif du Centre conjoint pour la recherche sur le stockage de l'énergie, basé à Argonne National Laboratory, a déclaré: "Il y aura un bouleversement quant aux technologies réellement disponibles. Ça va être un bain de sang pour les technologues."

1. Stockage d'énergie par air comprimé (CAES)



    Comment ça marche: En période de faible demande d'énergie, les moteurs alimentés à l'électricité ou au gaz naturel compriment l'air et le pompent dans une caverne souterraine, une mine abandonnée ou un autre grand espace confiné. Plus tard, l'air est libéré et chauffé. En se développant, il entraîne une turbine pour produire de l'électricité.

    Avantages: Prouvé. Les villes et les exploitations minières utilisent CAES depuis des décennies. C'est relativement bon marché, et cela n'implique aucun matériau toxique.

    Inconvénients: Nécessite une caverne ou un autre espace approprié.



2. Volants à grande vitesse



   Comment cela fonctionne: Lorsque la demande est faible, l'électricité est envoyée à un moteur qui accélère un cylindre tournant dans un boîtier, qui est scellé sous vide pour réduire la friction. Lorsque la demande d'électricité est élevée, l'énergie cinétique qui en résulte est reconvertie en électricité.

   Avantages: Répond presque instantanément aux besoins énergétiques changeants.

   Inconvénients: L'énergie stockée ne dure que 15 minutes environ, ce qui est bon pour de courtes rafales.



3. Hydro pompé



   Comment cela fonctionne: L'électricité est utilisée pour pomper d'énormes volumes d'eau d'un réservoir inférieur à un réservoir supérieur. Lorsque l'énergie est nécessaire, l'eau est libérée pour circuler à travers les turbines, générant de l'électricité. Quatre-vingt-quinze pour cent de l'énergie stockée actuellement sur le réseau est dans l'hydroélectricité pompée.

   Avantages: Peut stocker de grandes quantités d'énergie - 10 000 MWh dans un réservoir d'un kilomètre de diamètre et de 25 mètres de profondeur. Les installations de stockage durent un demi-siècle ou plus.

   Inconvénients: Nécessite de l'espace pour un réservoir profond, et de l'eau pour le remplir. Faible capacité de stockage malgré le grand volume d'eau impliqué.



4. Véhicule à grille



   Comment cela fonctionne: Les véhicules électriques peuvent doubler lorsque les batteries sont branchées sur le réseau, économisant de l'énergie la nuit lorsque la demande d'électricité est faible. Ensuite, ils peuvent renvoyer l'électricité au réseau aux heures de pointe. Un agrégateur regroupe le pouvoir dans une grande source.

   Avantages: Peut être utilisé partout où il y a une place de parking et une prise. Les propriétaires peuvent recevoir une compensation pour l'énergie renvoyée au réseau en vertu des politiques de facturation nette des entreprises de services publics.

   Inconvénients: Une charge et une décharge supplémentaires peuvent épuiser la batterie plus tôt. L'alimentation de la grille pourrait drainer la batterie, ce qui nécessite de la recharger avant de conduire.

5. Stockage d'énergie ferroviaire



   Comment cela fonctionne: Les trains électriques chargés de roches ou de saleté remontent une pente lorsque la demande d'électricité est faible. Ensuite, lorsque l'électricité est nécessaire, les wagons glissent vers le bas de la colline, et un système de freinage par récupération fait de l'électricité au fur et à mesure. Plus la pente est longue, mieux c'est.

   Avantages: Peut libérer de grandes quantités de puissance rapidement. La technologie est prouvée, et des plans sont en cours pour un système de stockage d'énergie ferroviaire de 50 MW au Nevada relié au réseau californien.

   Inconvénients: Beaucoup d'espace et une colline sont nécessaires, et cela ne fonctionne que dans certains endroits éloignés.


6. Piles électrochimiques solides



   Fonctionnement: Les batteries stockent et libèrent de l'énergie en envoyant des ions à travers des composés chimiques entre les bornes négative (anode) et positive (cathode).

   Avantages: Prouvé. Les batteries solides existent depuis plus de 200 ans, mais les progrès dans les matériaux et la chimie du lithium-ion et d'autres batteries les ont rendus beaucoup plus efficaces. Ils peuvent être utilisés n'importe où.

   Inconvénients: Cher et stocker des quantités relativement faibles d'énergie. Risques de sécurité, y compris les incendies

7. Batteries de flux


   Fonctionnement: Les batteries à circulation fonctionnent de la même manière que les batteries pleines classiques, mais elles peuvent stocker des quantités d'énergie exponentiellement plus grandes puisque la chambre où se produit la réaction électrochimique est attachée à de grands réservoirs contenant du liquide électriquement chargé. Le fluide dans un réservoir a une charge positive, et le fluide dans l'autre réservoir est chargé négativement.

   Avantages: De grandes quantités d'électricité peuvent être libérées rapidement.

   
Inconvénients: L'espace est nécessaire pour stocker les grands réservoirs de liquide. Risque de pollution par fuite et parfois peu fiable.

8. Stockage de sel fondu


   Comment ça marche: Lorsque la demande est faible, les miroirs reflètent la lumière du soleil sur les réservoirs de sel fondu, en les chauffant presque

à 1 000 F. Lorsque la demande est élevée, la chaleur du sel transforme l'eau en vapeur pour entraîner une turbine et produire de l'électricité.

   Avantages: Prouvé. Le stockage thermique du sel fondu est utilisé dans les installations solaires à grande échelle raccordées au réseau.

   Inconvénients: Besoin de beaucoup d'espace pour les chars.



9. Stockage d'énergie thermique


  Comment cela fonctionne: Lorsque la demande est faible, l'électricité est utilisée pour congeler ou refroidir l'eau qui est stockée dans des réservoirs sur les toits ou à l'intérieur des bâtiments. Puis, aux heures de pointe, la glace ou l'eau froide est utilisée pour refroidir l'air dans les grands immeubles de bureaux ou industriels, ce qui signifie qu'ils ont besoin de beaucoup moins d'électricité.

   Avantages: Le stockage d'énergie thermique simple - transportant la glace dans la ville pour refroidir les bâtiments - est utilisé depuis des siècles. Le thermique est parmi les types de stockage d'énergie les moins chers.

   Inconvénients: les bâtiments de refroidissement est seulement utile en été.


Photo prise par le laboratoire X, de l'équipe du projet Malta.



  Alphabet's X-Division (Le laboratoire X de Google) continue de surprendre et vient de présenter une nouvelle solution pour le stockage des énergies renouvelables. Le projet a reçu le nom provisoire "Malte" et utilise des réservoirs de sel et de l'hydrocarbure liquide pour générer et stocker de l'énergie à l'aide d'une turbine.

   "Le système absorbe l'énergie sous forme d'électricité et la transforme en courants séparés d'air chaud et d'air froid. L'air chaud réchauffe le sel, tandis que l'air froid refroidit l'antigel, un peu comme un réfrigérateur. La partie du moteur à réaction: basculer un interrupteur et le processus inverse. L'air chaud et froid se précipite l'un vers l'autre, créant de puissantes rafales qui font tourner une turbine et crachent de l'électricité quand la grille en a besoin. Le sel maintient bien sa température, de sorte que le système peut stocker de l'énergie pendant de nombreuses heures, voire des jours, selon la quantité d'isolant que vous utilisez. "
Plan du principe de stockage et redistribution de l'énergie du projet Malta. Crédit : labo "X".

   Grâce à la capacité du sel à conserver l'énergie, une grande partie de l'énergie électrique produite par les panneaux solaires et les éoliennes non utilisés pourrait être stockée. Par exemple, l'État américain de Californie n'a gaspillé que 300 000 mégawatts d'électricité cette année, ce qui aurait pu alimenter des dizaines de milliers de foyers, selon la source.

   Cependant, ce projet n'est pas aussi avancé que le "Project Loon". Alphabet n'a pas encore été en mesure de le financer complètement, mais a déjà construit une version conceptuelle de cet équipement dans un hangar dans la Silicon Valley et cherche des partenaires commerciaux pour construire un prototype commercial pouvant se connecter au réseau.

   Le stockage d'énergie à base de sel peut devenir une alternative moins coûteuse que les batteries lithium-ion par exemple. Même dans les premiers stades de développement, le projet semble très prometteur, mais il devrait encore prendre du temps pour décoller. Les prix de matériaux tels que le gaz naturel et le pétrole ont été maintenus à un bas niveau et les investisseurs ne voient toujours pas de retour rapide sur les bénéfices des carburants alternatifs. Au moins, nous savons que l'argent ne manque pas pour Alphabet.


http://www.dieselserviceandsupply.com/How_Generators_Work.aspx

L’alternateur
L’alternateur est une machine tournante constituée par deux armatures cylindriques et coaxiales, se déplaçant l’une par rapport à l’autre.
L’armature fixe (stator) est constituée d’une couronne de tôle magnétique maintenue par la carcasse. Le stator porte un enroulement induit triphasé distribué sur la périphérie interne de la  couronne et logé des encoches.
L’armature mobile (rotor) tourne à l’intérieur du stator. Le rotor porte un enroulement inducteur parcourut par un courant continu. L’enroulement inducteur crée à la périphérie du rotor des pôles magnétiques successifs N-S.
Le courant continu est fourni par l’excitatrice. Le rotor excité en tournant, produit un champ tournant avec lui, ce champ tournant engendre des f.e.m dans chacun des phases de l’enroulement du stator les différents phases du stator sont fermées sur un circuit extérieur, elles sont parcourues par des courants alternatifs.
  L’ensemble de ces courants produit un champ tournant dans le même sens et à la même vitesse que le rotor. Ces deux champs peuvent être décalés l’un par rapport à l’autre et on peut imaginer que le champ de l’indicateur est entraîné par  la turbine et qu’il entraîne le champ de l’induit au moyen d’une liaison élastique.
Le champ du rotor est proportionnel au courant d’excitation (i) ; le champ du stator est proportionnel au courant (I) dans la phase de l’enroulement du stator.
Le refroidissement de l’alternateur est assuré par l’hydrogène qui se caractérise par sa densité faible et ses meilleures propriétés de réfrigération.   

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