[PDF] Electrotechnique: Electricité Avion

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Electrotechnique:ElectricitéAvion,

La machine àCourant Continu

Dr FranckCazaurang,Maîtredeconférences,

DenisMichaud,Agrégé génie Electrique,

Institutde MaintenanceAéronautique

UFR de Physique,UniversitéBordeaux I

TSMCCComposant :

Le Moteur à

courant continuComposant :

Le Moteur à

courant continu

Sommaire: MCC•FonctionnelMcc

•FonctionnementMachine à Courant Continiu

•Description interne•Mécanique...•Les relations•L'excitation•Bilan de puissance•Caractéristiques•Exemple de MCC•Moteur / Génératrice•Commande•Commande par pont•Photos: inducteur + MCC•Rappel des caractéristiques électro-mécaniques•Les modes d'excitation de la MCCTSMCC

TSFonctionnel

MCC

CONVERTION

ELECTRIQUE

MECANIQUECONVERTION

ELECTRIQUE

MECANIQUEEnergie

ElectriqueRotation

GND0

164812-+0

164812-+

GND0

164812-+0

164812-+MCC

12 VTSFonctionnel

MCC

CONVERTION

ELECTRIQUE

MECANIQUECONVERTION

ELECTRIQUE

MECANIQUEEnergie

ElectriqueRotation

S

TSFonctionnement

MCC N

SSSSSS

TSFonctionnement

MCC N S

TSFonctionnement

MCC N S

AlimentationIF

F

TSFonctionnement

MCC N S

AlimentationIF

F

TSFonctionnement

MCC

AlimentationN

SIF F

Frottement

entre balais et collecteur

TSFonctionnement

MCC

AlimentationN

SI F

FFrottement

entre balais et collecteur

TSDescription interne

MCC

NSStatorStatorEnroulements

d'inducteurSi le moteur est à aimant permanent, ces enroulements n'existent pas.RotorEnroulements d'induit

Description interne

MCC NSTSS N

Description interne

MCCTS

Description interne

MCCTSParties tournantes :

Mécanique...

MCCTSW

(rd/s)= n (tr/mn)´60 p2Vitesse de rotation :

Vitesse de rotation :

Moments de force :

Moments de force :

Puissance :

Puissance :

Putile(en Watt) =T (en N.m) ´W(rd/s)

A l'équilibre, M1= M2Þ|F1| = |F2| ´OA'

OB' B BF1F2 A OA' B'B'

Si flux constant : K ´j= Kj

E= Kj´W

T= Kj´ILes relations

MCCTSfem

fem : :

E= K ´j´WVitesseFluxE (V)

Couple :

Couple : T= K ´j´I

D'où: T´W= E´I

Les relations

MCCTSCôté électrique :

Côté électrique :N

SL RU I

Alimentation

IEF F

Les relations

MCCTSCôté électrique :

Côté électrique :

Côté mécanique :

Côté mécanique :

J

´dtO(t)d= T(t)

T(t) = T

M(t) -TR(t)W

J TU IL R EU

Iu(t)=

e(t)+ R.i(t)+ Ldt i(t)d

Les relations

MCCTSEn régime

permanent :dtd= 0

Les relations

MCCTSRU

constantI

EU= E+ R.I

Côté mécanique :

Côté mécanique :

J

´dtO(t)d= 0 = T(t)

T

M(t) = TR(t)W

constant J

TCôté électrique :

Côté électrique :

L'excitation

MCCTSSoit à aimant permanent

NSFlux constant :

K ´j= KjE = Kj´WT = Kj´ISoit à excitation indépendante :

Flux constant si Ieconstant :

K ´j= KjE = Kj´WT = Kj´ISoit à excitation série : U REr

Inducteur

InduitI

U = (r+ R) I + EE = K ´j(I)´W

T = K ´j(I)´I

R.I²

Pje

EIPmetPf

Pu

TSBilan de puissance

MCC U.I

InduitUe.IeInducteurEI

Puissance

électromagnétique

utileTu.WPuissance utilePuissance à fournirh=Pfournie

Putile= UIPje+O.Tu

I 0W

0A vide

A vide

TSCaractéristiques

MCC

InWnEn charge

En chargeWIW= f(I)Td

Au démarrage

Au démarragePoint de fonctionnement

Point de fonctionnementW0Tr,constantWpTp

WT

Charge

Moteur

T= f(W)Pour le fonctionnement nominal

(en charge nominale):

·La tension nominale d'alimentation

·La vitesse nominale Wn

·Le couple nominal

·Le courant nominal

Pour un fonctionnement à vide:

·Le courant à vide

·La vitesse à vide

Pour le démarrage:

·Le couple minimal de démarrage

·Le courant maximal supportable

Ils précisent aussi:

·La résistance d'induit

·La valeur de l'inductance d'induit

·Le moment d'inertie du rotor

·La constante de couple (Kj)

TSExemple de MCC

227
22

5,6Type de MoteurMK72 320MK72 360Tension nominale5,5 V7,5 VVitesse à vide3000tr/mn3200tr/mnVitesse en charge nom.2400tr/mn2400tr/mnCouple de démarrage min.4,1mNm4,4mNmCouple minimal1mNm1,3mNmCourant à vide maximal34mA27mACourant en charge71à 100 mA69 à 98 mATension induite

(fem/tr/mn) (mV/tr/mn)1,53 à 1,981,91 à 2,45Résistance du rotor

16 W25,6 WInductance du rotor16mH27mHMoment d'inertie9gcm29gcm2Constante de temps

mécanique34 ms34 msForce radialemax.2,5 N2,5 NTension maximale8 V14 VCouple maximale2mNm2mNmCourant maximal150mA120mAVitesse maximale4200tr/mn4200tr/mnMCC

W 0 WN W

0TSExemple de MCC

L REU W I

Tr,WpWTI

I

0INTpJ

MCCType de MoteurMK72 320MK72 360Tension nominale5,5 V7,5 VVitesse à vide3000tr/mn3200tr/mnVitesse en charge nom.2400tr/mn2400tr/mnCouple de démarrage min.4,1mNm4,4mNmCouple minimal1mNm1,3mNmCourant à vide maximal34mA27mACourant en charge71à 100 mA69 à 98 mATension induite

(fem/tr/mn) (mV/tr/mn)1,53 à 1,981,91 à 2,45Résistance du rotor

16 W25,6 WInductance du rotor16mH27mHMoment d'inertie9gcm29gcm2Constante de temps

mécanique34 ms34 msForce radialemax.2,5 N2,5 NTension maximale8 V14 VCouple maximale2mNm2mNmCourant maximal150mA120mAVitesse maximale4200tr/mn4200tr/mn

TSMoteur / Génératrice

MCCT = Kj.I

T > 0

T = Kj.I

T < 0W= Kj.E

W> 0W= Kj.E

W< 0Quadrant 1:

Fonctionnement

moteur

Quadrant 3:

Fonctionnement

moteurQuadrant 4:

Fonctionnement

génératrice

Quadrant 2:

Fonctionnement

génératriceU> 0 IU> 0 IU< 0 U< 0I I

TSCommande

MCC

MValimIdée

IdéeSolutionSolutionMValim

RbVe

TSCommande

MCC

MValim

Rb

VeVceI

M100 VVe

I M Vcet t t

TSCommande

MCC

Solution

SolutionMValim

RbVe

VeVceI

MId Idt t t tI M Vce

TSCommande

MCC

MValim

RbVe U MtU M VeTt 0

Valim -VCEsatV

F

TSCommande

MCC Valim RbVe U MtV M

E= + +

VeTt

0E»

E= Valim.t0/ T

E = Valim.aValim

On peut faire donc faire varier la vitesse du moteur (W= E/ Kj) en faisant varier le rapport cycliqueMEU MM

TSCommande

MCC Vet t t IC

VceValim

Rb VeM I CVce!

VérifierPuissance,

Température

TSCommande

MCC

Comment

inverser le sens de rotation ?Valim Rb VeI

CVceTourner

le moteur !MMMMProblème : Obligation de modifier le montage

TSCommande par pont

MCC

T = Kj.I

T > 0

T = Kj.I

T < 0W= Kj.E

W> 0W= Kj.E

W< 0Quadrant 1:

Fonctionnement

moteur

Quadrant 3:

Fonctionnement

moteurEquotesdbs_dbs29.pdfusesText_35

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