Moteurs électriques - Comment fonctionnent les composants industriels
Un moteur électrique est une machine électrique qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique. La plupart des moteurs électriques fonctionnent grâce à l'interaction entre le champ magnétique du moteur et le courant électrique dans un enroulement de fil pour générer une force sous forme de couple appliqué sur l'arbre du moteur. Les moteurs électriques peuvent être alimentés par des sources de courant continu (CC), telles que des batteries ou des redresseurs, ou par des sources de courant alternatif (AC), telles qu'un réseau électrique, des onduleurs ou des générateurs électriques. Un générateur électrique est mécaniquement identique à un moteur électrique, mais fonctionne avec un flux de puissance inversé, convertissant l'énergie mécanique en énergie électrique. Les moteurs électriques peuvent être classés en fonction de considérations telles que le type de source d'alimentation, la construction interne, l'application et le type de sortie de mouvement. En plus des types CA ou CC, les moteurs peuvent être avec ou sans balais, peuvent être de différentes phases (voir monophasé, biphasé ou triphasé) et peuvent être refroidis par air ou par liquide. Les moteurs à usage général avec des dimensions et des caractéristiques standard fournissent une puissance mécanique pratique pour une utilisation industrielle. Les plus gros moteurs électriques sont utilisés pour la propulsion des navires, la compression des pipelines et les applications de stockage par pompage, avec des puissances atteignant 100 mégawatts. Les moteurs électriques se trouvent dans les ventilateurs industriels, les soufflantes et les pompes, les machines-outils, les appareils électroménagers, les outils électriques et les lecteurs de disque. Les petits moteurs peuvent être trouvés dans les montres électriques. Dans certaines applications, comme le freinage régénératif avec des moteurs de traction, les moteurs électriques peuvent être utilisés en marche arrière comme générateurs pour récupérer l'énergie qui pourrait autrement être perdue sous forme de chaleur et de friction. Les moteurs électriques produisent une force linéaire ou rotative (couple) destinée à propulser un mécanisme externe, tel qu'un ventilateur ou un ascenseur. Un moteur électrique est généralement conçu pour une rotation continue, ou pour un mouvement linéaire sur une distance importante par rapport à sa taille. Les solénoïdes magnétiques sont également des transducteurs qui convertissent l'énergie électrique en mouvement mécanique, mais ne peuvent produire un mouvement que sur une distance limitée. Les moteurs électriques sont beaucoup plus efficaces que l’autre moteur principal utilisé dans l’industrie et les transports, le moteur à combustion interne (ICE) ; les moteurs électriques ont généralement un rendement supérieur à 95 %, tandis que les moteurs à combustion interne sont bien inférieurs à 50 %. Ils sont également légers, physiquement plus petits, sont mécaniquement plus simples et moins chers à construire, peuvent fournir un couple instantané et constant à n'importe quelle vitesse, peuvent fonctionner avec de l'électricité produite par des sources renouvelables et n'émettent pas de carbone dans l'atmosphère. C'est pour ces raisons que les moteurs électriques remplacent les moteurs à combustion interne dans les transports et l'industrie, même si leur utilisation dans les véhicules est actuellement limitée par le coût et le poids élevés des batteries qui peuvent offrir une autonomie suffisante entre les charges.En savoir plus sur les moteurs électriques :
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Moteurs et entraînements électriques : principes fondamentaux, types et applications
Référence la plus vendue sur les moteurs et entraînements électriques pour les non-spécialistes, comblant le fossé entre les mathématiques et la théorie.
Conception mécanique des moteurs électriques
L'augmentation rapide de la consommation d'énergie et l'accent mis sur la protection de l'environnement ont posé des défis à l'industrie automobile, tout comme la conception et la fabrication de moteurs électriques hautement efficaces, fiables, rentables, économes en énergie, silencieux, contrôlés avec précision et durables. Adapté aux concepteurs, ingénieurs et fabricants de moteurs, ainsi qu'au personnel de maintenance, aux étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs et aux chercheurs universitaires, la conception mécanique des moteurs électriques fournit une connaissance approfondie des méthodes de conception et des développements de pointe des moteurs électriques. De la classification des moteurs à la conception des composants du moteur, en passant par la configuration du modèle et la sélection des matériaux et des roulements, en passant par les pertes de puissance, le refroidissement du moteur, l'intégration de la conception, les vibrations et le bruit acoustique, ce texte complet couvre les principes fondamentaux, la conception pratique et les problèmes liés à la conception, la modélisation et la simulation, l'analyse technique, les processus de fabrication, les procédures de test et les caractéristiques de performance des moteurs électriques d'aujourd'hui. En se concentrant sur la conception mécanique des moteurs électriques modernes, le livre : Détaille la conception et la fabrication des principaux composants et sous-systèmes, tels que les rotors, les arbres, les stators et les châssis. Examine diverses techniques de refroidissement, notamment l'air pulsé, le liquide et le changement de phase. Discute de l'analyse et du calcul des pertes de puissance du moteur Résout les problèmes de vibrations du moteur et de bruit acoustique Présente les méthodes d'analyse technique et les résultats d'études de cas Met l'accent sur la construction, l'optimisation et les applications Présentant les résultats de recherche issus de l’expérience personnelle de l’auteur et des contributions significatives d’autres personnes, la conception mécanique des moteurs électriques met en lumière les moteurs électriques innovants et avancés développés au cours des dernières décennies.
Conception mécanique des moteurs électriques
L'importance des moteurs électriques est bien connue dans les différents domaines de l'ingénierie. Le livre offre une couverture complète des différents types de moteurs électriques, y compris les moteurs à courant continu. moteurs, moteurs à induction triphasés et monophasés, moteurs synchrones, moteurs universels, moteurs à courant alternatif. servomoteur, moteur à induction linéaire et moteurs pas à pas. Le livre couvre tous les détails de DC. moteurs, y compris l'équation de couple, la force électromotrice inverse, les caractéristiques, les types de démarreurs, les méthodes de contrôle de vitesse et les applications. Le livre couvre également les différentes méthodes de test de d.c. moteurs tels que le test de Swinburne, le test de freinage, le test de retardement, le test sur le terrain et le test de Hopkinson. Le livre explique en détail les moteurs à induction triphasés. Il comprend la production de champ magnétique tournant, la construction, le fonctionnement, l'effet de glissement, l'équation de couple, les rapports de couple, les caractéristiques de glissement de couple, les pertes, le flux de puissance, le circuit équivalent, l'effet des harmoniques sur les performances, le diagramme circulaire et les applications. Ce chapitre comprend également la discussion du générateur à induction. Le livre enseigne les différentes méthodes de démarrage et de contrôle de vitesse des moteurs à induction triphasés. Le livre intègre l'explication de divers moteurs à induction monophasés. Le chapitre sur le moteur synchrone fournit une discussion détaillée de la construction, du principe de fonctionnement, du comportement en charge, de l'analyse du diagramme de phaseur, des courbes en V et en V inversé, de la chasse, du condenseur synchrone et des applications. Le livre enseigne également les différentes machines spéciales telles que les moteurs à collecteur monophasé, les moteurs universels, les moteurs à courant alternatif. servomoteur, moteur à induction linéaire et moteurs pas à pas. Le livre utilise un langage simple et lucide pour expliquer chaque sujet. Le livre fournit la méthode logique pour expliquer les différents sujets complexes et les méthodes par étapes pour faciliter la compréhension. Chaque chapitre est bien soutenu par les illustrations nécessaires, des diagrammes explicites et une variété de problèmes résolus. Le livre explique la philosophie du sujet, ce qui rend la compréhension des concepts très claire et rend le sujet plus intéressant.
Introduction au démarrage et au contrôle des moteurs : une introduction aux techniques de démarrage et au contrôle des moteurs électriques
Que vous soyez un ingénieur électricien occupé ayant besoin de se perfectionner en matière de démarrage de moteur, un étudiant aux contraintes de temps qui débute dans le sujet ou un profane intéressé ayant une heure à perdre, ce livre est le point de départ. Steven McFadyen partage ses connaissances approfondies du démarrage automobile d'une manière claire et facilement accessible, sans verbiage fastidieux ni discussions autoglorifiantes. Complet avec des schémas de circuit et des explications détaillées sur les méthodes de démarrage de moteur les plus courantes – et les défis – ce livre est une référence inestimable. Il a quelque chose à offrir à tous ceux qui souhaitent apprendre de nouvelles choses, tout en aidant les ingénieurs électriciens en exercice à concevoir et à mettre en œuvre des démarreurs de moteur fiables et fonctionnels.
