Au début, les voitures utilisaient des générateurs plutôt que des alternateurs pour alimenter le système électrique du véhicule et charger la batterie. Ce n’est plus le cas aujourd’hui. La technologie automobile a évolué, tout comme le besoin de plus de puissance. Les générateurs produisent du courant continu, qui se déplace dans une seule direction, par opposition au courant alternatif de l’électricité dans nos maisons, qui inverse périodiquement les directions. Comme Tesla l’a prouvé en 1887, le courant alternatif est devenu plus attrayant car il génère une tension plus élevée de manière plus efficace, ce qui est nécessaire dans les automobiles contemporaines. Mais les batteries des voitures ne peuvent pas utiliser le courant alternatif puisqu’elles produisent du courant continu. Par conséquent, la sortie de puissance de l’alternateur est alimentée par des diodes, qui convertissent le courant alternatif en courant continu.
Le rotor et le stator sont les deux composants qui génèrent de la puissance. Lorsque le moteur fait tourner la poulie de l’alternateur, le rotor tourne devant trois enroulements statoriques fixes, ou bobines de fil, entourant un noyau de fer fixe qui constitue le stator. C’est ce qu’on appelle un courant triphasé. Les enroulements de la bobine sont régulièrement espacés à des intervalles de 120 degrés autour de l’arbre en fer. Le champ magnétique alternatif du rotor produit un courant alternatif dans le stator. Ce courant alternatif est acheminé par les fils du stator vers un ensemble de diodes de connexion. Deux diodes sont connectées à chaque fil du stator pour réguler le courant. Les diodes servent essentiellement à bloquer et à diriger le courant. Puisque les batteries ont besoin de courant continu, les diodes deviennent une valve à sens unique qui ne permettra au courant de passer que dans la même direction.
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Les alternateurs triphasés ont trois ensembles d’enroulements ; ils sont plus efficaces qu’un alternateur monophasé, qui produit un courant alternatif monophasé. Lorsqu’ils fonctionnent correctement, les trois enroulements produisent trois courants qui constituent les trois phases. L’addition de ces trois courants produit la sortie totale de courant alternatif du stator.
Les deux conceptions de base des enroulements de stator sont l’enroulement en triangle et le style en étoile. Les enroulements delta sont facilement identifiables par leur forme, car ils sont triangulaires. Ces enroulements permettent un flux de courant élevé à un régime inférieur. Les enroulements en étoile ressemblent au condensateur de flux vu dans « Retour vers le futur ». Ces enroulements sont idéaux pour les moteurs diesel, car ils produisent une tension plus élevée que les stators en triangle à un régime encore plus faible.
Après la conversion CA/CC, la tension résultante est prête à être utilisée dans la batterie. Une tension trop élevée ou trop faible peut endommager la batterie, ainsi que d’autres composants électriques. Pour assurer la bonne quantité, un régulateur de tension détermine quand et combien de tension est nécessaire dans la batterie. On trouve deux types de régulateurs dans la plupart des alternateurs : Le régulateur à la terre fonctionne en contrôlant la quantité de négatif ou de masse de la batterie entrant dans l’enroulement du rotor, tandis qu’un type de champ à la terre fonctionne dans l’autre sens – en contrôlant la quantité de positif de la batterie. Aucun ne pose un avantage sur l’autre.
Avec tant de composants qui travaillent à créer l’électricité vitale pour nos véhicules, on peut dire que l’alternateur est un composant crucial sous le capot. Mais comme beaucoup de pièces sur nos voitures, elles tombent en panne. La section suivante vous donnera une idée de la façon de déterminer si vous êtes sur le point d’être en panne et de ce que vous pouvez faire si vous devez remplacer votre alternateur.