moteur asynchrone supraconducteur impossible ?

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mutantape
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moteur asynchrone supraconducteur impossible ?

Message par mutantape » sam. 21 06 , 2008 22:19

Je me pose des questions en général sur le comportement des moteurs electrique si on les fait fonctionner en supraconduction (puisque apparement un certain nombre de prototypes ont été construits).

J'ai l'impression que la resistance est en fait indispensable pour le moteur asynchrone.

En effet le champ du stator induit dans le rotor une fem en retard de 90° par rapport à lui. Comme les bobines du rotor sont des selfs pures (aucune resistance), le courant est en retard sur cette fem de 90° exactement, donc à 180° du champ statorique. Le moment magnetique créé par l'ensemble des 3 bobines d'un rotor triphasé sera donc un vecteur en opposition de phase avec le champ magnetique tournant du stator. Le couple etant le produit vectoriel du champ par le moment, donc d'amplitude M.B.sin (M,B) vaudra 0 puisque sin 180° = 0. le moteur ne devrait donc fournir aucun couple.

Alors que dans un moteur resistif, la resistance diminue le retard du courant. De plus, la situation s'ameliore a mesure que la vitesse augmente, puisque la frequence de la fem induite diminue, et donc jLw devient de plus en plus faible par rapport à R : l'angle champ/moment tend vers 90°, ce qui maximise le sin du produit vectoriel.

C'est d'ailleurs apparement un inconvenient des nouveaux moteurs à rotor en cuivre : le couple au demarrage est plus faible parce que la resistance est plus faible.

Enfin au pire il restera les moteurs synchrones, sachant qu'on peut remplacer les aimants permanents du rotor par des bobinages supraconducteurs sans lesquels circule un courant permanent, même en l'absence d'alimentation (donc pas besoin de contact tournant, il suffit de "charger" les bobinages une fois pour toutes).

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Rémy
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Re: moteur asynchrone supraconducteur impossible ?

Message par Rémy » lun. 23 06 , 2008 10:43

mutantape a écrit :J'ai l'impression que la resistance est en fait indispensable pour le moteur asynchrone.
Exact.
mutantape a écrit :Enfin au pire il restera les moteurs synchrones, sachant qu'on peut remplacer les aimants permanents du rotor par des bobinages supraconducteurs sans lesquels circule un courant permanent, même en l'absence d'alimentation (donc pas besoin de contact tournant, il suffit de "charger" les bobinages une fois pour toutes).
D'un autre côté, il ne faut pas trop rêver non plus : pour un VE, le coût énergétique du refroidissement (le record actuel doit être à -109°C, mais sous haute pression, je crois) du supra conducteur est encore largement supérieur à celui des pertes dans le moteur.
D'autant que le gain à attendre est nécessairement faible puisque les moteurs actuels affichent déjà des rendements de l'ordre de 90%.

mutantape
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Message par mutantape » lun. 23 06 , 2008 12:30

Oui, effectivement , le cout du refroidissement, j'y ai pensé apres coup... Ca rique fort de rendre l'operation non rentable.

Le refroidisseur de base serait evidement l'azote liquide, qu'on sait produire facilement, mais probablement pas à un cout energetique avantageux.

Ca peut aussi dependre de la qualité des cryostats, mais sachant que le moteur degagera toujours un peu de chaleur (courants de Foucault dans les toles, frottements mecaniques), il ne semble pas possible de faire des miracles.

Et même si on y parvenait, le gain final ne pourrait etre que de quelques unités de %, et ne justifierait probablement pas la complexité et le surcout additionnel.

Les moteurs "premium efficiency" atteignent 95 % dans les plages de puissances des VE, je crois, et certains moteurs synchrones utilisés dans les voitures solaires montaient à 97 %.

alainriaud
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Message par alainriaud » lun. 23 06 , 2008 13:17

Par contre on peut stocker de l'energie dans des selfs cryogénique.
Elles acceptent un courant important vu que leur résistance est nulle.

Hyper super dangereux quand elles reviennent à l'état résistant, libération instantannée de l'énergie stockée, un peu comme un réservoir d'air comprimé qui éclate.

Arnaud M
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Message par Arnaud M » jeu. 06 05 , 2010 21:02

Ou comme un condensateur électrostatique (lui est dangereux si on le met en court jus, au contraire de la bobine qui est dangereuse si on coupe le conducteur électrique), en plus dangereux vu qu'elle va augmenter sa tension jusqu'à amorcer l'arc électrique.

Ou aussi comme un volant à inertie qui exploserait.

Sinon on en est où des ces bobines supraconductrices, ça me parait être un bon principe

alainriaud
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Message par alainriaud » ven. 07 05 , 2010 7:03

Arnaud M a écrit :Ou comme un condensateur électrostatique (lui est dangereux si on le met en court jus, au contraire de la bobine qui est dangereuse si on coupe le conducteur électrique), en plus dangereux vu qu'elle va augmenter sa tension jusqu'à amorcer l'arc électrique.

Ou aussi comme un volant à inertie qui exploserait.

Sinon on en est où des ces bobines supraconductrices, ça me parait être un bon principe
Je ne sais que choisir entre la peste et le choléra.
Dans tous les cas il s'agit de la libération presque instantané de l'énergie enmagasinée, plus il y en a, plus çà pête fort.

J'ai travaillé dans le domaine il y a presque 40 ans, les bobines en question étaient dans des bunkers en béton et avalaient toute pièce en ferraille (marteaux, clés) à deux mètres à la ronde, spectaculaire, ne pas se trouver sur la trajectoire.

Les progrès dans le domaine sont surtour du côté des alliages supraconducteurs qui le restent à des températures de plus en plus ambiantes. A l'époque Niobium/Titane refroidi à l'hélium liquide à -270°C.

Revenant aux moteurs électriques conventionnel, on peux gratter dans les quelques pourcent résiduels de perte en utilisant l'argent comme conducteur.

Ca s'est fait en modélisme de compétition, surtout pour augmenter la puissance massique.

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Re: moteur asynchrone supraconducteur impossible ?

Message par A.YASSINE » mer. 12 05 , 2010 7:53

mutantape a écrit :Je me pose des questions en général sur le comportement des moteurs electrique si on les fait fonctionner en supraconduction (puisque apparement un certain nombre de prototypes ont été construits).

J'ai l'impression que la resistance est en fait indispensable pour le moteur asynchrone.
Bonjour,
oui c'est exact mais pour des raisons bien plus simples en fait.
Les bobinages au rotor sont en court-circuit donc la seule limitation du courant rotor est la résistance d'une phase rotor.
Sans résistance, on aurait un couple incontrôlé à même de casser la machine ou de déclencher un incendie.
Yass

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Message par pdelagrange » mer. 12 05 , 2010 11:16

Oui enfin bon, sans glissement pas d'induction, et l'augmentation de courant aurait pour effet de diminuer le glissement, ça se mord la queue.
Je pense que s'il n'y avait pas de résistance, on aurait l'équivalent d'un brushless (MSAP), avec une aimantation contrôlable et rotor ultra-compact, le graal, quoi. Mais c'est juste en rêve, parce que la supraconduction sur un rotor, là je ne vois pas comment faire... brouillard d'hydrogène liquide?

Arnaud M
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Message par Arnaud M » dim. 23 05 , 2010 11:21

Pour en revenir à la bobine supra conductrice, je vois pas pourquoi elle attirait toute la ferraille à 2 m à la ronde. Normalement on utilise un noyau magnétique torique donc fermé, il n'y a pas de raisons que le champ magnétique sorte de là, ou alors il y a quelque chose que j'ai pas compris.
A moins que c'était pour tester la puissance qu'on pouvait donner à un électroaimant (circuit magnétique ouvert), mais on n'est plus dans le domaine du stockage d'énergie.

alainriaud
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Message par alainriaud » dim. 30 05 , 2010 9:17

Arnaud M a écrit :Pour en revenir à la bobine supra conductrice, je vois pas pourquoi elle attirait toute la ferraille à 2 m à la ronde. Normalement on utilise un noyau magnétique torique donc fermé, il n'y a pas de raisons que le champ magnétique sorte de là, ou alors il y a quelque chose que j'ai pas compris.
A moins que c'était pour tester la puissance qu'on pouvait donner à un électroaimant (circuit magnétique ouvert), mais on n'est plus dans le domaine du stockage d'énergie.
Les champs magnétiques obtenus étaient bien au delà de la saturation des toles disponibles. Il n'y avait donc pas de noyau.
On ne cherchait pas à confiner le champ.
On testait alors la densité de courant acceptable pour les supra conducteurs de l'époque, fils NiobiumTitane à -272°C, immergée dans de l'Helium liquide.

Antivolt
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Moteur électrique supraconducteur pour VE

Message par Antivolt » mer. 27 04 , 2011 13:14

La société japonaise Sumitomo Electric Industries Ltd. a dévoilé la première voiture électrique entraînée par un moteur supraconducteur : un matériau supraconducteur est utilisé à la place des enroulements de cuivre. Le matériau supraconducteur ne présente presque pas de résistance au courant. Celui-ci peut être 200 fois plus important que dans du cuivre, ce qui améliore l'efficacité énergétique du moteur. Le couple est deux fois supérieur à celui d'un moteur conventionnel, ce qui supprime la nécessité d'une transmission. Reste le problème du coût du matériau supraconducteur, qui pourrait être résolu pour les camions et les bus d'ici dix ans. Source : Voiture électrique à moteur supraconducteur , Energie & développement Durable Magazine n° 23 , septembre - octobre 2008, page 8. Moteur à supraconducteur refroidi par azote liquide

Grosv
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corrections sur les moteurs

Message par Grosv » dim. 01 05 , 2011 10:57

Sur un moteur ce n'est pas R (la résistance en ohm) mais Z (l'impédance toujours en ohm) qui est important.
Un moteur sans "glissement" s"appel un moteur synchrone et est utilisé systématiquement avec un variateur :
moteur leroy
se sont des moteur avec de très haut rendements.
Sans oublier bien sur les moteurs brusless les meilleurs en rendement/puissance/poid.

A+

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