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L'énergie électrique est distribuée aux particuliers et aux petites entreprises en 230V monophasé ou en triphasé 230/400V. Cette énergie pour être utile aux utilisateurs doit être convertie en une autre énergie. On appelle convertisseur d'énergie, tous les appareils qui permettent de transformer l'énergie électrique en une énergie utile.
Principaux types de convertisseurs d'énergie
Convertisseurs d'énergie électrique en énergie mécanique
Ce sont les différents types de moteurs qui permettent d'obtenir une énergie mécanique en rotation qui pourra entraîner toutes sortes de charges.
On peut représenter ce montage par un schéma bloc équivalent.
Parmi ces moteurs, on trouve :
- les moteurs asynchrones : Ce sont les moteurs les plus utilisés dans le parc industriel.
| En monophasé $Pa = U.I.\cos f$ (avec $U$ en volts et $I$ en ampères) En triphasé $Pa = U.I.3.\cos f$ |
| $Pu = T.W$ avec $T$, couple en $\rm Nm$ et $W = 2.\pi.N$ avec $N$, vitesse. |
Ils sont très utilisés car ils sont robustes et nécessitent peu de maintenance.
Principales utilisations : entraînement de machines-outils pour l'industrie ; électroménager (les lave-linges...), production de froid (les condenseurs, les réfrigérateurs); pompage (les pompes de piscine, pompes de relevage...) ; ventilation (VMC, ventilo-convecteurs); air comprimé (compresseurs)...
- les moteurs brushless : Les moteurs brushless, également appelés moteurs sans balais, ont une grande efficacité énergétique et une durée de vie longue. Principales utilisations : drones, véhicules électriques; outils électriques... Ils sont particulièrement adaptés aux applications nécessitant une régulation précise de la vitesse et du couple ainsi qu'à celles nécessitant des réactions rapides et fiables. Ils sont toujours associés à un modulateur d'énergie.
- les moteurs à courant continu
Ils sont de moins en moins utilisés et remplacés par les moteurs brushless car le frottement mécanique de leurs balais provoque une usure plus rapide ce qui se traduit par une durée de vie moins importante.
Convertisseurs d'énergie électrique en énergie lumineuse
Ce sont les différents types de lampes qui permettent d'éclairer différentes tailles de surfaces.
Les leds (Diodes électroluminescentes), par leur faible consommation et leur durée de vie importante, ont remplacé les autres types de lampes.
Convertisseurs d’énergie électrique en énergie thermique
Ce sont les différents types de résistances de chauffage qui permettent de générer de la chaleur.
Modulation de l'énergie
Dans de nombreuses applications, il ne faut pas que le convertisseur d'énergie fonctionne en permanence à sa puissance nominale. Pour que la puissance qu'il fournit varie, il faut placer un modulateur d'énergie devant le convertisseur.
Un modulateur d'énergie est un montage utilisant des interrupteurs électroniques de puissance permettant de faire varier :
- la vitesse d'un moteur (alternatif ou continu)
- la tension
- l'éclairage d'une lampe
- la température
Principaux modulateurs d'énergie électrique
