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RÉSUMÉ
Les compteurs électromécaniques à courant alternatif sont très répandus. Techniquement ce sont des petits moteurs à induction à rotor massif, qui a la forme d’un disque. Après avoir décrit le principe du moteur à induction à rotor massif, cet article présente pour chaque type de compteur, les principes, la compensation et des exemples de réalisation. Quatre types de compteurs sont traités, pour les courants alternatifs monophasés et polyphasés, pour l'énergie réactive et apparente, et les compteurs à indicateur de maximum.
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Pierre FERRAND : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Électricité et de Mécanique (ENSEM)
INTRODUCTION
Actualisation du texte de P. Mercier paru dans ce traité en 1992.
L ’article « Compteurs à courant alternatif » fait l’objet de plusieurs fascicules :
Partout sauf en France, les compteurs électromécaniques à courant alternatif font l’objet d’une utilisation massive et, chaque année dans le monde, les compteurs d’énergie active, ou wattheuremètres, sont fabriqués par millions.
Ces compteurs sont du type à induction, c’est-à-dire que ce sont de petits moteurs à induction à rotor massif, ce dernier ayant la forme d’un disque.
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Compteurs à courant alternatif monophasé. Réalisation pratiqueArticle inclus dans l'offre
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1. Principe du moteur à induction à rotor massif
C’est l’Italien Ferraris qui a énoncé, en 1884, le principe du moteur à induction à rotor massif sous la forme suivante :
Pour produire un couple sur un induit (armature) libre de tourner, celui-ci doit être soumis à deux flux alternatifs :
-
qui ne sont pas en phase dans le temps l’un avec l’autre ;
-
qui sont appliqués à l’induit en deux endroits différents, alignés suivant la direction du mouvement recherché.
Ce principe est illustré par la figure 1 où l’on voit représentés symboliquement deux flux d’induction élémentaires b 1 et b 2 créant des courants élémentaires i 1 et i 2 et donc des forces élémentaires f 1 et f 2 . Il n’y a rotation que si b 1 et b 2 sont déphasés.
Bien que le principe du moteur à induction soit simple et sa réalisation facile (cf. article Petits moteurs électriques [D 3 720] réf. , dans ce traité), la théorie des moteurs à induction à rotor massif est difficile, même dans les cas les plus simples. C’est pourquoi, il ne faut pas s’étonner du très grand nombre de travaux qui lui ont été consacrés et des controverses auxquelles ils ont donné lieu. Ces travaux utilisent deux modes d’approche différents : la théorie dite du transformateur, ou des courants de Foucault (eddy current theory ), ou encore de Rogowski, conduit à une analyse détaillée des phénomènes, alors que la théorie dite du champ progressif ou glissant (travelling-field theory ) donne une vue plus synthétique du fonctionnement.
Les compteurs à induction sont aussi appelés compteurs de Ferraris. Le premier dispositif de ce type capable de mesurer de l’énergie...
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