Rendement des moteurs électriques

[inviteef4dbf29]

Bonjour,

Les moteurs puissants peuvent atteindre des rendement supérieurs à 95%.
En ce qui concerne les moteurs de faible puissance (disons inférieure à 3 kW), leur rendement se situe généralement autour de 80%. D'ailleurs, même les normes d'efficacité énergétique (IE3) identifient des minima peu optimistes: de l'ordre de 81% pour un moteur asynchrone triphasé à 2 pôles.

Je me demande donc quelle est la raison de cette disparité.
Est-ce seulement un problème de coût?
Qu'est ce qui nous empêche de concevoir des moteurs de faible puissance très efficaces?

Merci d'avance pour vos réponses.
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[YBaCuO]

Bonjour,

La raison est plus fondamentale et peut se justifier uniquement en utilisant des lois de similitude.
A technologie et mise en œuvre identiques, un moteur plus gros a un meilleur rendement.

Considérons une densité de courant et une densité de flux magnétique constantes (en corollaire les densités de perte Joule et perte fer sont aussi constantes).
Si on multiplie les dimensions par k,
les surfaces sont multipliées par k²
les volumes par k³

Le courant (ou Ampère-tours) évolue avec la section des conducteurs soit k²
La tension (ou flux magnétique) évolue avec la surface de l'entrefer soir k2 aussi.
Finalement la puissance évolue en k⁴

Les pertes et les coûts de matériaux évoluent avec le volume soit k³

Par conséquent par rapport à la puissance, les pertes absolues et les coûts absolues de fabrication évoluent en p^3/4.
En valeur relative, les pertes et les coûts évoluent en p^-1/4

CQFD

Ceci explique pourquoi, au cours du XX^ème siècle on a cherché à créer des alternateurs pour les centrales électriques toujours plus gros : moins cher en fabrication et moins cher en exploitation (pertes plus faibles).

[inviteef4dbf29]

Ok pour le raisonnement.

Seulement, d'où sors-tu que les pertes évoluent avec le volume?
Dans les moteurs électriques, environ (à 10% près selon la puissance du moteur) 50% des pertes sont des pertes par effet Joule.
Or, qu'on écrive cela RI² ou V²/R, c'est proportionnel à du k⁴.
La quasi-majorité des pertes restantes est constituée par les pertes magnétiques et il me semble qu'on ne va pas tomber sur du k³ non plus.

[f6bes]

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Bjr à toi,
Hum , t'as pas l'impression que t'en fais un peu trop !
Pas sur que ça plaise à la modération !
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[YBaCuO]

Seulement, d'où sors-tu que les pertes évoluent avec le volume?
Dans les moteurs électriques, environ (à 10% près selon la puissance du moteur) 50% des pertes sont des pertes par effet Joule.
Or, qu'on écrive cela RI² ou V²/R, c'est proportionnel à du k⁴.

Si par hypothèse je considère des densités volumiques de pertes constantes alors les pertes sont proportionnelles au volume.
Quant à la résistance, à matériau identique, la résistivité est constante par conséquent la résistance (R=rho l/S) évolue en 1/k.
On retombe sur nos pattes.

[invite0324077b]

on fait ce que l'on veut avec les moteur electrique ! rien n'empeche de faire un petit moteur electrique avec un meilleur rendement que les moteur actuel , il suffit de le faire un peu plus gros et plus lourd , mais qui l'achetera ?

faire un moteur de 1KW qui ait un rendement de 90% au lieu de 80% et qui soit 2fois plus cher , actuellement invendable ... ça changera peut etre quand l'electricité sera plus chere

un même moteur peut avoir un rendement completement different suvant les condition d'utilisation : un moteur de perceuse 500w a un rendement minable guerre mieux que 50% mais on est content qu'il soit leger , persone ne voudrait porter une perceuse 4 fois plus lourde pour avoir un rendement de 80%

mais ce moteur de perceuse chinoise a 10 euro peut avoir un rendement de 90% utilisé a une tension plus faible et puissance plus faible en cherchant d'autres condition de fonctionnement

[inviteb6b93040]

Que pensez vous du moteur Whylot ?
rendement énergétique de 98 %

« Le surcroît d'énergie vient de la façon de faire interagir les aimants avec le champ magnétique du stator », explique Romain Ravaud, qui a déposé une quinzaine de brevets. « Nous avons conçu un moteur de 200 kilowatts qui pèse 6 kilos au lieu de 600 ! »
En savoir plus sur http://www.lesechos.fr/18/10/2013/Le...12xhEb3vtRf.99

[inviteb6b93040]

Comparé (200 kilowatts qui pèse 6 kilos) au moteur des tesla 115 livres = 52 kg pour 337 kw , 288 chevaux
http://my.teslamotors.com/roadster/technology
ou 35Kg pour 185KW, 248 cv
http://forums.futura-sciences.com/te...ml#post1520708

[Sanglo]

Bonjour,

Tu interviens sur un fil qui n'est plus actif depuis juillet 2012.

Ne crois-tu pas qu'il aurait été plus judicieux de créer un nouveau fil pour poser ta question.

Peut-être qu'un modérateur va le faire .

A++