Qu'est-ce qu'un condensateur de moteur à courant alternatif?

Dans les années 1880, Nikola Tesla a développé une série de moteurs électriques à courant alternatif (AC). Ils s'appuyaient sur une alimentation polyphasée, c'est-à-dire deux ou trois alimentations électriques CA synchronisées les unes avec les autres, une alimentation étant conçue pour atteindre son maximum avant les autres. L'énergie polyphasée produit un champ magnétique tournant qui entraîne le moteur. Aujourd'hui, nos maisons sont alimentées en courant alternatif monophasé. Pour faire fonctionner les moteurs à courant alternatif de vos appareils, les ingénieurs ont ajouté des condensateurs pour créer une phase supplémentaire.

Les générateurs des centrales électriques du service public produisent de l'électricité en trois phases distinctes. Chacun a un courant alternatif de 60 cycles, mais les cycles de chaque phase commencent et se terminent selon un schéma de chevauchement. Les demandes de puissance plus élevées des équipements commerciaux et industriels nécessitent l'utilisation de câblage électrique avec les trois phases.

La plupart des maisons ont une alimentation électrique monophasée ou biphasée, car elle est moins chère que le câblage triphasé. Vous pouvez faire la plupart des choses normales avec l'une des trois phases d'origine, comme faire fonctionner un aspirateur, un grille-pain ou un ordinateur. La plupart des prises de votre maison n'ont qu'une seule phase, mesurant 110 volts. Une prise de 220 volts aura deux phases.

Un moteur électrique à courant alternatif a un rotor interne entouré d'un ensemble de bobines. Un moteur à courant alternatif triphasé fait fonctionner différents ensembles de bobines. Une phase peut approcher d'un maximum dans son cycle, la suivante est au maximum, la suivante décroît par rapport au maximum. Un seul jeu de bobines à la fois crée un champ magnétique d'intensité maximale. Au fur et à mesure que chaque phase parcourt ses cycles, le point magnétique maximal tourne autour de la circonférence du moteur, entraînant le rotor.

Avec une alimentation monophasée, toutes les bobines d'un moteur commencent leur cycle en même temps. Le champ magnétique ne tourne pas, donc le rotor ne peut pas bouger. Les ingénieurs ont contourné ce problème en utilisant une bobine de démarrage séparée en série avec un condensateur. Un condensateur est un petit appareil électronique en forme de cylindre qui stocke et libère une charge électrique. Sa capacité est mesurée en unités appelées farads, les condensateurs de démarrage ayant généralement environ 10 microfarads (millionièmes de farad). Combiné avec la bobine, le condensateur crée une deuxième phase qui mène la première de 90 degrés. Cela suffit pour créer un champ magnétique tournant et démarrer le moteur. Une fois que le moteur atteint sa vitesse, un interrupteur centrifuge déconnecte la bobine de démarrage et le condensateur, sinon ils interféreraient avec l'efficacité du moteur.

Une variante du schéma de condensateur de démarrage utilise deux condensateurs: un grand pour démarrer le moteur et un plus petit pour le faire fonctionner. Cela améliore les performances des plus gros moteurs électriques.