Pompes en courant alternatif (AC) 220v.
Pour le fonctionnement de la pompe en courant alternatif, c'est le principe de l'alternateur. Le courant 220V arrive dans la bobine (le stator) et crée par induction le mouvement du rotor (l'aimant+l'helice). En effet un champ magnetique se créé et l'alternance positive puis négative induit un mouvement giratoire au rotor.
Rotor d'une pompe.
Principe de l'alternateur.
C'est le même principe qu' un alternateur de vélo ( appelé à tort dynamo), sauf que pour le vélo, c'est le rotor qui tourne et génère un courant alternatif dans la bobine. L'inconvénient de ce type de pompe, c'est qu' on ne peut pas faire varier la vitesse du rotor car c'est imposé par la tension 220V du courant alternatif et sa fréquence de 50 Hz.
Autre exemple de pompe classique courant alternatif 50Hz
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Pompes variables en courant continu (DC).
Tout d'abord on part bien d'un 220V alternatif. On y branche un adaptateur secteur.
Rôle de l'adaptateur secteur
Exemple d'une pompe à courant continu avec adaptateur
L'adatateur secteur est constitué d'un transformateur qui abaisse la tension alternative :
1 - Le courant arrive dans une bobine de N spires qui fait face à une bobine de N' spires. Le champ magnetique généré induit dans l'autre bobine un courant ayant la tension x N'/N.
2- Vient ensuite un pont de diodes qui redresse cette tension. La tension négative disparait.
3- On ajoute un condensateur qui lisse la tension redressée, car il se décharge de façon continue.
Ainsi le courant se transforme selon les étapes suivantes :
2- Grâce au pont de diode, la tension négative disparait.
3- Grâce au condensateur, on lisse la tension qui devient continue.
Le moteur à courant continu balai/collecteur
On peut se poser la question ? S'il faut une alternance positive et négative pour générer le mouvement du rotor, comment va t'on faire puisque c'est du courant continu ?
En fait on utilise un système de balai / connecteur. Il sert à commuter à chaque tour le sens du courant. On obtient ainsi une alternance + et - nécessaire au mouvement.
Ainsi à chaque demi tour, la bobine se retrouve en contact de la borne + ou -. Quelquepart vu depuis la bobine, on a recréé une sorte de courant alternatif non sinusoidal !
sources illustration wikipedia
Si le système balais-collecteurs n'était pas présent (simple spire alimentée en courant continu), la spire s'arrêterait de tourner en position verticale sur un axe appelé communément "ligne neutre". Le système balais-collecteurs a pour rôle de faire commuter le sens du courant dans les deux conducteurs au passage de la ligne neutre. Le courant étant inversé, les forces motrices sur les conducteurs le sont aussi permettant ainsi de poursuivre la rotation de la spire.
C'est la bobine qui est le rotor et donc qui tourne. Car c'est elle qui a besoin d'être au contact du courant electrique.
Dans ce genre de petit moteur, on trouve un système de balai/collecteur.
Le principal inconvénient du moteur courant continu réside dans l'ensemble balais/collecteur rotatif qui s'use, consommateur d'énergie et avec la force centrifuge peut casser les liens des spires.
Mais l'avantage est qu' il est tout à fait possible de faire varier la vitesse du rotor, en faisant varier la tension. Cela permet de créer un système de brassage variable utile à notre aquarium.
remarque : Le système inverse, c'est à dire une bobine/collecteur qui tourne entre des aimants cylindrique et qui frottent contre des balais, pour fournir du courant continu, s'appelle une dynamo. (ce n'est pas ce système qui equipe nos vélos. Pour le vélo, c'est un alternateur).
Pour résoudre les problèmes de balai/connecteur, sont apparus les moteurs Brushless = Sans balai
Les moteurs Brushless
Ils équipent déjà nos ventilateurs de PC, les moteurs de disque durs ou les moteurs d'aéromodelisme
La différence est que la commutation + /- se fait de manière electronique et non plus mécanique. Un contrôleur transforme le courant continu en courant triphasé à fréquence variable et va alimenter successivement les bobines du moteur pour créer le champ tournant. On retouve un stator fixe qui porte les bobines, et un rotor mobile avec aimants.
Les avantages sont multiples : plus d'usures mécanique et un rendement beaucoup plus élevé que pour les moteurs classiques. En aéromodèlisme le poids est allégé et c'est un facteur important deux à trois fois moins lourd).
Pour nos aquariums, ces pompes se font rares et elles restent très chères:
exemple :
La Brushless DC Red Dragon 20.000 Liters. Prix élevé > 1500 euros.
On en trouve également pour les pompes watercooling pour le refroidissement des U.C, à des prix abordables, environ 100 euros, mais pas encore adaptées à l'aquarium.
Laing DDC :
Technologie moteur Brushless controlé par microprocesseur - Moteur sphérique
Tension de fonctionnement Courant continu - 6 V à 14 V. 350L/H
Concernant les pompes Turbelles Tunze electronique, style 6100 (variable), il est écrit dans la notice : "Les Turbelle® stream 6101, 6201 et 6301 possèdent
des moteurs électroniques. Ces pompes peuvent
ainsi fonctionner à l’aide de n’importe quelle source
de courant continu (batterie, cellules photovoltaïques)
de 10 à 24V."
Le terme Brushless n'apparait pas, pourtant, on a bien un adaptateur courant alternatif/continu et un mode de fonctionnement sans balai, car c'est un rotor aimanté qui peut être extrait. Attention dans tous les cas ne pas les confondre avec les pompes stream 6060 (6000L/H) et 6080 (8000L/H) qui se branchent directement sur du 220V, courant alternatif et donc à débit non variable.
Si vous avez des informations complèmentaires sur le moteur contenu dans ces modèles (electroniques) merci de me les communiquer.
Sources:
newgroupes fr.scri.electronique
http://membres.lycos.fr/francois_RAOULT/HTML/Generateurs.htm
forums.futura-sciences.com
http://www-energie.arch.ucl.ac.be/CDRom/ascenseurs/equipements/ascequmoteurdc.htm
http://fr.wikipedia.org/
http://www.epsic.ch/Branches/electrotechnique/theorie/altermono/250.html
