Générateurs à courant continu : fonctionnement, types et excitation

Résumé

Ce document présente le fonctionnement des générateurs à courant continu, machines qui convertissent l'énergie mécanique en électricité. Il explique leur classification en dynamos et alternateurs, ainsi que les générateurs à excitation séparée et shunt, en précisant leur comportement en charge et en court-circuit.

Points clés

Un générateur CC est une machine qui transforme l'énergie mécanique en électricité.
Les générateurs se divisent en dynamos (courant continu) et alternateurs (courant alternatif).
Les piles et accumulateurs sont des générateurs non rotatifs qui convertissent l'énergie chimique en électricité.
Dans une génératrice à excitation séparée, la tension est presque indépendante de la charge et de la vitesse.
Le générateur shunt fournit une tension approximativement constante, moins stable que l'excitation séparée.
En court-circuit, la tension d'un générateur shunt chute rapidement, ce qui protège la machine.

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1. Comment fonctionne un générateur DC ?

Les générateurs CC sont des machines à courant continu, même lorsqu'ils sont utilisés en tant que générateurs. Ce sont des machines qui produisent de l'électricité en convertissant l'énergie mécanique.

À leur tour, les générateurs sont classés en dynamos et alternateurs, car ils produisent respectivement du courant continu (DC) ou alternatif (AC).

Il existe également d'autres types de générateurs (non rotatifs) qui convertissent l'énergie chimique en électricité, tels que les piles et les accumulateurs.

Classification des générateurs de courant

Génératrice à excitation séparée

Dans ce type de générateur, la tension aux bornes est presque indépendante de la charge de la machine et de la vitesse. La tension peut être ajustée par le rhéostat de champ, dans certaines limites, car l'excitation du champ inducteur ne peut pas augmenter au-delà du seuil de saturation.

Générateur à excitation en parallèle (shunt)

Le générateur shunt fournit de l'électricité à une tension approximativement constante quelle que soit la charge, bien que moins stable que dans le cas d'un générateur à excitation séparée.

Circuit ouvert : La machine produit un courant d'excitation maximal, la tension aux bornes est donc à son maximum.
Court-circuit : Lorsque le circuit externe est court-circuité, la tension diminue rapidement et disparaît.

Par conséquent, un court-circuit ne compromet pas la machine, qui s'arrête automatiquement de produire du courant. C'est un avantage majeur par rapport aux générateurs à excitation séparée, où un court-circuit peut causer de graves dommages.

2. Comment fonctionnent les générateurs DC ?

Les générateurs DC fonctionnent sur les mêmes principes que les moteurs à courant continu. En général, les moteurs à courant continu ont une construction similaire à celle des générateurs ; ils peuvent être décrits comme des générateurs fonctionnant en sens inverse. Les générateurs sont des machines qui convertissent l'énergie mécanique en électricité, également appelées dynamo ou alternateur.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre une dynamo et un alternateur ?

Une dynamo produit du courant continu (DC), tandis qu'un alternateur produit du courant alternatif (AC). Les deux convertissent l'énergie mécanique en électricité.

Pourquoi un générateur shunt résiste-t-il mieux à un court-circuit ?

Lorsque le circuit externe est court-circuité, la tension du générateur shunt diminue rapidement et disparaît, si bien que la machine cesse de produire du courant. Un générateur à excitation séparée peut en revanche subir de graves dommages.