Machine à courant continu - Physique-appliquee.net

Machine à courant continu



Présentation générale


Tous les résultats présentés dans cette première partie du cours sont
valables que la machine fonctionne en moteur ou en génératrice.

1 Conversion d'énergie


[pic]


2 Symbole

|[pic] | |[pic] |
| | | |
| | | |
| |ou | |


3 Constitution

|[pic] |Le moteur comprend : |
| | |
| |. un circuit magnétique comportant une|
| |partie fixe, le stator, une partie |
| |tournant, le rotor et l'entrefer |
| |l'espace entre les deux parties. |
| |. une source de champ magnétique |
| |nommée l'inducteur (le stator) crée |
| |par un bobinage ou des aimants |
| |permanents |
| |. un circuit électrique induit (le |
| |rotor) subit les effets de ce champ |
| |magnétiques |
| |. le collecteur et les balais |
| |permettent d'accéder au circuit |
| |électrique rotorique |
| | |
|[pic] |[pic] |
| | |
|Circuit magnétique d'un moteur |Circuit magnétique d'un moteur |
|bipolaire |tétrapolaire |


4 Force électromotrice


Nous savons qu'une bobine en mouvement dans un champs magnétique voit
apparaître à ses bornes une force électromotrice (f.é.m.) donnée par la loi
de Faraday:
Sur ce principe, la machine à courant continu est le siège d'une f.é.m. E :

| |avec: |
|[pic] |p le nombre de paires de pôles |
| |a le nombre de paires de voies d'enroulement |
| |N le nombre de conducteurs (ou de brins - deux |
| |par spires) |
| |( flux maximum à travers les spires (en Webers |
| |- Wb) |
| |( vitesse de rotation (en rad.s-1) |
|Finalement: | |
| |avec [pic] |
|[pic] | |
|Si de plus la machine fonctionne à flux constants |
|[pic] |avec [pic] |


5 Couple électromagnétique

| |[pic] |
|Exemple pour une spire : les deux brins d'une spire | |
|placées dans le champ magnétique [pic], subissent | |
|des forces de Laplace [pic] et [pic] formant un | |
|couple de force ([pic] ). | |
| | |
|Pour une spire : [pic] | |
| |
|Couple électromagnétique: [pic] en Newtons.mètres (N.m) |
| |
|K est la même constante que dans la formule de la f.é.m.: [pic] |
| |
|Si de plus la machine fonctionne à flux constant : [pic] |


6 Puissance électromagnétique


Si l'induit présente une f.é.m. E et s'il est parcouru par le courant I, il
reçoit une puissance électromagnétique [pic]
D'après le principe de conservation de l'énergie cette puissance est égale
à la puissance développée par le couple électromagnétique.

[pic] Pem en watts

Remarque : on retrouve la relation [pic]
En effet [pic]


7 Réversibilité


A flux ( constant, E ne dépend que de ? et I ne dépend que de Tem.
La f.é.m. de la machine et l'intensité du courant dans l'induit sont deux
grandeurs indépendantes. On peut donc donner le signe souhaité au produit
E.I.

La machine peut donc indifféremment fonctionner en moteur (Pem>0) ou en
génératrice (Pem