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Chapitre 1 Les machines à courant continu Les machines à courant continu 1 Plan

Chapitre 1 Les machines à courant continu Les machines à courant continu 1 Plan Plan : : 1. Constitution 2. Principe de fonctionnement 3. Force électromotrice et couple électromagnétique 4. Schéma équivalent 2 5. Bilan de puissance 6. Différents modes d’excitation 7. Caractéristiques du moteur à excitation indépendante 8. Caractéristiques du moteur à excitation série 9. Variation de vitesse du moteur à CC 10. Exemple d’essais 11. Notes techniques du catalogue Crouzet Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 1. Constitution : La machine à courant continu est un convertisseur électromécanique réversible, elle peut fonctionner soit en moteur soit en génératrice. Elle est constituée de deux parties : Une partie fixe appelée stator ou inducteur Une partie tournante appelée rotor ou induit Stator Stator 3 Rotor Rotor Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 1. Constitution : Le stator (inducteur) peut être constitué soit des aimants permanents ou d’une bobine alimentée en courant continu. Sont rôle est de crée le champ magnétique. Le rotor (induit) est constitué de conducteur en cuivre (bobine) et lorsque le rotor tourne, il se crée aux bornes de l’ensemble de ces conducteurs une tension induite E. 4 N S e Ligne d’induction Stator Pôle Sud Axe des pôles Courant d’excitation i Pôle Nord Rotor Ligne neutre Collecteur Collecteur Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 2. Principe de fonctionnement : /2 5 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 2. Principe de fonctionnement : 6 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 2. Principe de fonctionnement : 7 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 2. Principe de fonctionnement : 8 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 3. Force électromotrice et couple électromagnétique : I 9 E = e1+e6+e3+e8 = e4+e7+e2+e5 Augmenter le nombre de conducteurs augmenter E Les ei ne s’annulent pas simultanément la fem totale ne s’annulle plus et sera d’ondulation faible. ∑ = voie i e E V Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 3. Force électromotrice et couple électromagnétique : ∑ ∑ ∑ Ω = Ω = Ω = = = voie moy voie voie i i B a n LR Bi LR E où d R v avec Lv B e E 2 ' 10 n : nombre de conducteur de l’induit 2a : nombre de circuit en // dans l’induit Alors que le flux sous un pôle du stator : L: Longueur du circuit rotorique 2p : nombre de pôles L p R B S B i moy moy ) 2 ). 2 ( .( . ) ( π φ = = Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 3. Force électromotrice et couple électromagnétique : Ω = ⇒ ) ( 2 i a pn E φ π Donc : Pour le couple : Pour une seule spire de la bobine rotorique on a (de longueur l et parcourue par un courant i : ) ( 2 2 ) ( i RL p p RL i B moy φ π π φ = = 11 Pour une seule spire de la bobine rotorique on a (de longueur l et parcourue par un courant i : Le couple totale que subisse le rotor est : I i a pn i RL p n L a I R B n L a I R B n L a I R nB L a I R moy voie voie i i i ) ( 2 ) ( . . . 2 . . . . 2 . . . 2 . . . 2 . φ π φ π = = = Γ = = Γ = Γ ∑ ∑ ∑ ) . . .( . i i B l i R F R = = Γ Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 3. Force électromotrice et couple électromagnétique : La f.c.e.m E du moteur est donc proportionnelle au flux créé par l’inducteur et à la vitesse angulaire : . . . ( ). ex ex E k k i = Φ Ω= Φ Ω NB : Dans le cas d’une MCC à aimants permanents, est constant, donc : ( ) ex i Φ . E K = Ω 12 . ( ). e ex k i I Γ = Φ . e KI Γ = Le couple électromagnétique est donc proportionnel au flux créé par l’inducteur et au courant d’induit : NB : Dans le cas d’une MCC à aimants permanents, ou lorsque le courant d’excitation est constant, est constant, donc : ( ) ex i Φ Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 4. Schéma équivalent : 13 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 5. Bilan de puissance : 14 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 5. Bilan de puissance : 15 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 5. Bilan de puissance : 16 Le rendement : Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 6. Différents modes d’excitation : 17 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 7. Caractéristiques du moteur à excitation indépendante : 18 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 7. Caractéristiques du moteur à excitation indépendante : 19 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 7. Caractéristiques du moteur à excitation indépendante : 20 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 7. Caractéristiques du moteur à excitation indépendante : 21 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 7. Caractéristiques du moteur à excitation indépendante : 22 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 8. Caractéristiques du moteur à excitation série : 23 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 8. Caractéristiques du moteur à excitation série : 24 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 9. Variation de vitesse du moteur à CC : . ( ) ex U k i Ω≈ Φ En négligeant la résistance d’induit, on a : En négligeant la résistance d’induit, on a : 25 Pour régler Pour régler Ω Ω, on peut donc agir sur : , on peut donc agir sur : La tension d’induit La tension d’induit; ; le flux le flux Φ Φ( (i iex ex) par action sur ) par action sur i iex ex. . Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 9. Variation de vitesse du moteur à CC : En fonctionnement moteur, on a, en négligeant la chute de tension dans la résistance R : U Cas d’une MCC à aimants permanents ou excitation constante : Cas d’une MCC à aimants permanents ou excitation constante : 26 Le réglage de la vitesse se réalise donc par action sur la tension d’alimentation. U K Ω≈ La vitesse Ωmax est fixée par la tension d’alimentation nominale Unom, et s’exprime par : max nom U K Ω ≈ Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 9. Variation de vitesse du moteur à CC : Caractéristique Couple / Vitesse : Caractéristique Couple / Vitesse : 27 Action sur U Action sur U Action sur Action sur iex iex Defluxage Defluxage Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 9. Variation de vitesse du moteur à CC : Caractéristique Couple / Vitesse : Caractéristique Couple / Vitesse : 28 Chapitre 1 Chapitre 1 : La machine à courant continu (MCC) : La machine à courant continu (MCC) 9. Variation de vitesse du moteur à CC uploads/Industriel/ chapitre-1-mcc.pdf