1) Matériels utilisés.
Il est constitué, soit par un aimant permanent, soit par un électro-aimant dont les
enroulements ... conducteurs en leur appliquant des forces électromagnétiques.
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mécanique.
La machine à courant continu possède la propriété de réversibilité. Elle peut en effet fonctionner
indifféremment en génératrice ou en moteur.
3) Fonctionnement en mode génératrice.
Linducteur est alimenté par une tension continue et produit un champ magnétique constant.
Linduit est entraîné en rotation par un moteur. Il est le siège de variation de flux au travers de
spires qui le constituent. Il en résultent la création dune f.e.m alternative qui est redressée et transmise au circuit extérieur par lensemble collecteur-balais.
4) Fonctionnement en mode moteur.
Linducteur est alimenté par une tension continue et produit un champ magnétique constant.
Linduit est alimenté par une source de courant continu. Le champ inducteur agit sur ses
conducteurs en leur appliquant des forces électromagnétiques. Ces forces électromagnétiques
produisent un couple moteur qui entraîne linduit en rotation.
III) LE MOTEUR A COURANT CONTINU.
1) Les différentes configurations dexcitation.
a) Excitation séparée ou indépendante.
Deux sources dalimentation sont nécessaires, une pour linduit, lautre pour linducteur.
Ce mode dexcitation offre à lutilisateur une fréquence de rotation indépendante de la charge
et réglable par action sur la tension dinduit ou sur le courant dexcitation.
b) Excitation dérivation ou shunt.
La même source dalimentation alimente linduit et linducteur. Linducteur est mis en parallèle
avec linduit.
Les propriétés du moteur à excitation dérivation sont les mêmes que celle du moteur à excitation
indépendante.
Ce mode dexcitation offre à lutilisateur une fréquence de rotation pratiquement indépendante de la charge et qui peut démarrer à vide.
c) Excitation série.
Dans ce montage, le courant dexcitation est le même que le courant dans linduit.
La fréquence de rotation du moteur varie beaucoup avec la charge et ce type de moteur a tendance à semballer à vide ou sous faible charge.
2) Force contre-électromotrice.
Les conducteurs de linduit du moteur en rotation coupent le flux inducteur et sont le siège dune
f.c.e.m E.
La f.c.e.m est proportionnelle :
- au nombre N de conducteurs actifs de linduit
- à la fréquence de rotation n de linduit
- au flux ( dans lentrefer
E en volts
n en tr/s
( en webers
3) Tension aux bornes du moteur.
Appliquée à linduit, récepteur actif, la loi
dohm sexprime sous la forme :
U et E en volts
r résistance de linduit en ohms
I courant dinduit en ampères
5) Fréquence de rotation.
Elle sobtient à partir de lexpression de la force contre-électromotrice, soit :
n en tours par seconde
U en volts
r résistance de linduit en ohms
I courant dinduit en ampères
a) Comportement à vide.
Pour une tension dalimentation constante, la fréquence de rotation à vide est inversement
proportionnelle au flux, lequel dépend du courant dexcitation.
En effet dans ce mode de fonctionnement le courant dans linduit est faible et la chute de tension rI peut être négligée soit : n = U / N (
La courbe n = f ( i ) pour U = constante
est appelée caractéristique de réglage.
Elle a lallure dune portion dhyperbole.
Remarque :
Lorsque le flux est nul, la fréquence de
rotation tend vers linfini : le moteur
semballe si le courant dexcitation est
nul.
Pour un courant dexcitation constant
( ( = constante ), la fréquence de
rotation à vide est proportionnelle à
la tension dalimentation.
La courbe n = f ( U ) pour i = constante
est une droite.
Remarque :
Le courant dexcitation, donc le flux, est
réglé par un rhéostat appelé rhéostat
dexcitation ou rhéostat de champ
b) Comportement en charge.
Pour une tension dalimentation constante
et un courant dexcitation constant, la
fréquence de rotation en charge diminue
quand le courant absorbé par le moteur
augmente.
La caractéristique en charge n = f ( I ) pour
U et i constants est une droite.
6) Puissance et couple électromagnétiques.
La puissance électromagnétique Pem, ou puissance électrique est celle qui est transformée en
puissance mécanique par le moteur.
Le couple moteur ou couple électromagnétique, Tem est égal au quotient de la puissance électromagnétique Pem, par la vitesse angulaire ( :
Tem en newtons mètres
Pem en watts
( en radians par seconde
La puissance électromagnétique sexprime aussi par la relation :
Le couple utile, qui tient compte des pertes mécaniques est légèrement plus faible que le couple électromagnétique :
Caractéristiques électromagnétique et mécanique.
La caractéristique électromagnétique
Tem = f ( I ) pour U et ( constants
est une droite passant par lorigineLa caractéristique mécanique
Tem = f ( n ) pour U et ( constants
est une droite
7) Bilan énergétique.
Le bilan représenté ici, prend en compte les différentes puissances mises en jeu lors du fonctionnement moteur.
La puissance absorbée Pa, correspond
au total des puissances consommées par
les circuits induits et inducteurs, soit :
Les pertes sont dorigines mécanique,
magnétique et électrique :
- les pertes mécaniques et magnétiques
sont constantes et notées Pc
- les pertes électriques par effet joule sont :
Pour linduit
Pour linducteur
La puissance mécanique utile Pu, est égale
à la puissance absorbée diminué de
lensemble des pertes :
Dou :
Pu = ( UI + ui ) rI² - ui Pc = UI rI² - Pc
Donc Pu = I ( U rI ) - Pc
De plus on sait que E = U - rI
Donc on en déduit :
8) Rendement.
Le rendement industriel (i du moteur est égal
au rapport de la puissance utile sur la puissance
absorbéeLe rendement électrique (e du moteur est égal
au rapport de la puissance électromagnétique sur la puissance absorbée
NOM:THEMECLASSE:PRENOM:S0.3 Machines électromagnétiquesGROUPE:DATE:TITREDUREE:COURS STILes machines à courant continuPAGE: PAGE 6 / 6
E = N n (
U = E + rI
n = U - rI
N (
Tem = Pem
(
Pem = EI = Nn(I
Tu = Pu
(
Pa = UI + ui
Pj = rI²
Pj = Ri² = ui
Pu = Pa - pertes
Pu = EI - Pc = Pem - Pc
(i = Pu
Pa
(e = Pem
Pa
EMBED Visio.Drawing.6
