Auto Voiture FAQ

Une caractéristique des moteurs électriques est qu'ils produisent le couple le plus élevé à l'arrêt, couplé à un courant initial très élevé de 400 à 600A pour les voitures et les démarreurs commerciaux peuvent dépasser 1000A.

Une fois qu'ils démarrent pour faire tourner la demande de courant diminue - rappelez-vous que le rapport pignon / volant moteur est de 10 à 1 ou plus donc lorsque le moteur tourne à 500 tr/min alors le démarreur fait 5000...

Un démarreur typique est un moteur à induction qui peut produire un couple élevé au démarrage. Il a une bobine de stator et une bobine de rotor. La bobine du stator est composée de plusieurs spires de fil de cuivre qui sont fixées à l'intérieur du carter du moteur. La bobine du rotor est composée de plusieurs spires de fil de cuivre qui sont fixées à l'arbre du rotor. Lorsque le démarreur est allumé, la batterie de voiture de 12 volts (V) envoie du courant au démarreur. A cet instant la résistance (R) du moteur est juste la résistance du fil de cuivre qui constitue les bobines du stator et du rotor et est donc faible (moins de 0,05 Ohms). Le courant de démarrage initial (I) est donc élevé (supérieur à 240 ampères ; d'après la loi d'Ohm I=V/R = 12/0,05). il s'agit du courant de démarrage de pointe et ne durera qu'une fraction de seconde. Lorsque le rotor du démarreur commence à tourner, les champs électriques des bobines du stator et du rotor interagissent pour produire une "back EMF" qui est une tension interne qui s'oppose à la tension d'entrée de la batterie. Le mouvement du démarreur sera contré par la force mécanique nécessaire pour faire tourner le moteur jusqu'à ce qu'il démarre. Les démarreurs sont adaptés aux moteurs qu'ils doivent faire tourner, de sorte qu'ils n'auraient à faire tourner le moteur que pendant quelques secondes. Le courant requis par le démarreur pendant ces quelques secondes chutera à environ la moitié du courant de crête mentionné ci-dessus.

Considérez le modèle suivant d'un moteur électrique à courant continu

• Va = 12 Volts dans une voiture
• Ra = la résistance en ohms des enroulements, câbles, batterie etc.
• La = inductance (considérez qu'elle est nulle en première approximation)
• Ia = courant à travers le moteur
• Vc = tension électromagnétique induite dans le moteur (proportionnelle à la vitesse de rotation wa )

La puissance nominale d'un moteur est classiquement définie comme la puissance de sortie disponible (≈Vc*ia) à une certaine combinaison de vitesse et de couple. En fonctionnement continu normal, la puissance d'entrée (=Va*ia) sera un peu plus élevée que la puissance de sortie.

Mais le démarrage n'est pas un "fonctionnement continu normal".

Comme un premier approximation, nous pouvons traiter l'inductance comme nulle. Le courant consommé par un moteur à courant continu dépend alors de trois choses, de la tension d'alimentation Va, de la résistance des enroulements Ra, et du "back EMF" Vc qui à son tour dépend de la vitesse de rotation des moteurs. La puissance délivrée dans l'EMF arrière (= Vc * ia) est principalement délivrée à la charge tandis que la puissance délivrée dans la résistance d'enroulement ( =iaiaRa) est gaspillée sous forme de chaleur dans les enroulements.

En raison de l'inertie du moteur et de la charge, la vitesse de rotation initiale est nulle. Par conséquent, le courant dans le moteur n'est initialement limité que par la résistance de l'enroulement, le moteur consomme beaucoup plus de courant que la normale et toute la puissance entrant dans le le moteur est gaspillé sous forme de chaleur.

Au fur et à mesure que la charge et le moteur atteignent la vitesse, Vc augmente, donc V_Ra diminue, donc Ia (= (Va-Vc)/Ra) diminue également et le moteur passe à fonctionnement normal en continu. Si les ingénieurs ont bien fait leur travail, le moteur devrait atteindre une vitesse de fonctionnement sûre avant qu'il ne surchauffe.

Dans le cas d'une voiture, espérons que le moteur démarre et que le démarreur est déconnecté.

Pendant le démarrage, le démarreur consomme tellement d'énergie que la tension s'effondre quelque peu (causée par la résistance interne de la batterie). De ce fait, la puissance nominale P = UI du démarreur correspond à un courant I supérieur à ce que vous calculez avec U = 12V (par exemple, si la tension est drainée à 6V, le courant est deux fois plus élevé pour avoir le même Puissance). Notez également que la puissance correspondant à la perte de tension et le même courant produisent de la chaleur dans la batterie...

Imaginez essayer de démarrer un moteur de deux-roues, d'environ 200cc. Supposons qu'il faille environ la moitié de HP pour le retourner contre la compression, alors cette moitié de HP doit provenir d'une batterie 12 v, ce qui se traduit par environ 30 + 35 ampères. De même, pour démarrer un sous-moteur diesel, doté d'un démarreur de 1,5 kW / 2 CV, pour faire fonctionner ces 2 kW, vous devez fournir 125 à 150 ampères. Ce qui précède peut varier en fonction de l'état du moteur, de la température ambiante, etc. de nombreux facteurs. Travaillant dans des conditions aussi sévères, parfois surchauffés, les moteurs perdent une partie de leur isolation, et ces moteurs peuvent consommer un courant élevé et, en même temps, donner moins de couple, de sorte que les moteurs ne tournent pas et que les batteries se déchargent très rapidement. Les bobines de champ ou l'armature est changée, parfois tout le moteur.