ch1 machine courant continu - Fabrice Sincère
3 Sommaire du chapitre 1 : Machine à courant continu 1- Constitution 1-1- L'inducteur (ou circuit d'excitation) 1-2- L'induit (circuit de puissance)
La machine à courant continu - Université de Lille
La machine à courant continu Ce cours utilise de nombreux ouvrages et sites web sur lesquels j ’ai repris des photos ou des diagrammes Je tiens à remercier toutes les personnes qui directement et/ou indirectement ont contribué à l’enrichissement de ce cours Cours d’Electricité, Bruno FRANÇOIS La machine à courant continu 2
Chapitre 6 MACHINES A COURANT CONTINU FONCTIONNEMENT EN MOTEUR
Toute machine à courant continu comporte deux circuits magnétiques, appelés stator (partie fixe) et rotor (partie mobile) Dans le cas du moteur à courant continu le stator, aussi appelé inducteur, crée un champ magnétique B Le rotor, aussi appelé induit, est alimenté en courant continu
GENERALITES SUR LES MACHINES A COURANT CONTINU
2° 1-Constitution la figure suivante precise les elements qui constituent une machine à courant continu Encoche Induit Entrefer AxeInducteur Collecteur Balai Bobine inductrice Pole Conducteur Figure 4 4: Constitution d’une machine à courant continu L’induit, partie tournante siège de la f e m induite
Machines a courant continu - WordPresscom
PSI Moissan 2012 Machines a courant continu Mars 2013 et donc ÑÝ iB ld 2 ~u z l2 2 ~u rp q 2 ~u z 2 2 ~u rp ˇq ˆ soit ÑÝ iBld~u z iBS~u z i˚~u z Si la spire tourne a une vitesse ÑÝ ~u z, alors la puissance m ecanique des forces de Laplace vaut
RAPPEL - DA-Engineering
Chapitre 2 Machines à courant continu Moteur lève vitre Moteur universel Moteur lève-vitre Moteur universel 2 Les moteurs à ourant ontinu restent très utilisés dans le domaine de l’automoile (ventilateurs, lève-vitre, et ) ainsi qu’en tant que « moteur universel » dans l’életroménager et l’outillage
COURS COMMANDE DES MACHINES ELECTRIQUES
Le couple utile d’un moteur à courant continu est proportionnel au courant induit et au flux inducteur 1 3 Caractéristiques des moteurs à courant continu Les caractéristiques qui nous intéressent sont : Caractéristique électromécanique de vitesse Ω = f(Ia) Caractéristique électromécanique de couple C = f(Ia)
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PSI Moissan 2012Machines a courant continuMars 2013Machines a courant continu
I Rappels
Force de Lorentz et de LaplaceForce de Lorentz
ÝÑFLqpÝÑE~v^ÝÑBq
Force de Laplace
ÝÑF»
CId~l^ÝÑB
Couple des forces de Laplace
CÝÝÑOM^ pId~l^ÝÑBqChamp electromoteur de LorentzSoit~vela vitesse d'un circuit electrique en mouvement dans le referentiel du laboratoire. SoitÝÑBle champ magnetique dans le referentiel du laboratoire. Alors on appelle le champ electrique
du a ce champ dans le referentiel du circuit lechamp electromoteur de LorentzÝÑEmÝÑEm~ve^ÝÑB
Ce champ a les m^emes eets qu'un champ electrique existant. Sa circulation le long du circuit est la fem de Lorentz e L»CÝÑEmd~lPuissance des forces de Lorentz et de LaplaceDans le cas ou le champÝÑEse reduit au champ
electromoteur de LorentzÝÑFLqpÝÑE~v^ÝÑBq qp~ve~vq ^ÝÑB soit pour un element de volumed dÝÑFLp~ve~vq ^ÝÑBdLa puissance de cette force volumique
dPdÝÑFL p~ve~vq pp~ve~vq ^ÝÑBq p~ve~vqd est nulle puisque la force est perpendiculaire a la vitesse. On a donc0dpp~ve~vq ^ÝÑBq p~ve~vq
d~ve^ÝÑB~v pd~v^ÝÑBq ~ve dÝÑEm~j pd~j^ÝÑBq ~vePour un circuit liforme,
~jd~jdÝÑS d~lId~lÝÑEmId~l pId~l^ÝÑBq ~ve0
1PSI Moissan 2012Machines a courant continuMars 2013Le premier terme peut s'ecrireIdeIÝÑEmd~loudeest la fem elementaire produite par le circuitdl, ce
qui fait apparaitre la puissance elementaire fournie par la fem induite.Le deuxieme terme est l'expression de la puissance elementaire de la force de LaplacedPF. On peut donc
nalement ecrire dP FdPe0ce qui montre que la puissance fournie par la fem de Lorentz est egale a la puissance de la force de Laplace.
II Description de la machine
Une machine est dite a courant continu lorsque les grandeurs electriques gardent un signe constant au
cours du temps, m^eme si leurs valeurs peuvent changer. C'est un convertisseur electromecanique rotatif
fonctionnant en moteur ou en generateur. II.1 StructureUne machine a courant continu est constituee des elements principaux suivants : le circuit magn etiqueconstitu elui m ^eme du stator, p artiexe, en mat eriauferromagn etique,qui sert acanaliser le c hamp, du rotor, partie mobile, solidaire, reli eau circuit electriquepar un collecteur et des balais, qui constituent un dispositif de commutation, d'un en treferle plus etroitp ossiblep ourlimiter les p ertesde ux de c hampmagn etique. le circuit electrique l'inducteur qui constitue la source de c hampmagn etiquep ermanentde la mac hine,constitu e d'aimants permanents ou de bobinages, l'induit, soumis au c hampmagn etiquede l'inducteur et plac esur le rotor (parcouru par un couran t i).III Fonctionnement a une ou plusieurs spires
III.1 Fonctionnement a une spire
On suppose le champ magnetique dans l'entrefer radialBpr;q~uret tel qu'il soit antisymetrique par rapport a l'axeOxsoitÝÑBpr;q Bpr;q~urpq ÝÑBpr;q Bpr;q~urpr;qavec~urpq ~urpq, doncBpr;q Bpr;q. 2 PSI Moissan 2012Machines a courant continuMars 2013dzC i DNSÝÑ
BÝÑ
BÝÑ
BÝÑ
BÝÑ
BAC iDEÝÑ
BbÝÑ
FLÝÑ
BdÝÑ
FLzx On considere une spire de largeurdCDet de longueurlAC.III.1.1 Actions mecaniques
On peut calculer la resultante des forces de Laplace s'exercant sur la spire. Le deplacementd~lest parralele au champ sur les trajetsCDetEA, il nous reste donc a calculerFL»
C A id~l^ÝÑBpd2 ;q » E D id~l^ÝÑBpd2 ;q » l 0 idz~u z^B~urpq » l 0 pqidz~uz^ pqB~urpq avecBBpd{2;q, doncFL»
l 0 idz~u z^B~urpq » l 0 idz~u z^B~urpq 0La resultante des forces est donc nulle. On peut alors calculer le moment de ces forces par rapport a l'axe
Oza partir du moment elementaire
d ÝÑÝÝÑOM^dÝÑFLÝÝÑOM^ pid~l^ÝÑBqSur le trajetAC
id ~l^ÝÑBidz~uz^Bpd2 ;q~urpq iBdz~upq en posantBBpd{2;qet sur le trajetDE id ~l^ÝÑB idz~uz^Bpd2 ;q~urpq iBdz~upq iBdz~upqOn doit donc calculer
l0ÝÝÑOM^ piBdz~upqq »
l0ÝÝÑOM^ piBdz~upqq
ouÝÝÑOMd2
~urpq z~uz. On obtient donc l 0 pd2 ~urpq z~uzq ^ piBdz~upqq » l 0 pd2 ~urpq z~uzq ^ piBdz~upqq 3 PSI Moissan 2012Machines a courant continuMars 2013et doncÝÑiBld2
~uzl22 ~urpq ld2 ~uzl22 ~urpq soitÝÑiBld~uziBS~uzi~uz
Si la spire tourne a une vitesse
~uz, alors la puissance mecanique des forces de Laplace vaut PLÝÑ
iIII.1.2 Necessite de la commutation
Si on regarde ce qui se passe le passage de la spire sur l'axeOxdzD i CNSÝÑ
BÝÑ
BÝÑ
BÝÑ
BÝÑ
BAC iDEÝÑ
BdÝÑ
FLÝÑ
BbÝÑ
FLzx on constate une inversion des forces de Laplace, ce qui va entrainer une inversion du couple . Unecommutation du courant est donc necessaire. Cependant, la machine a courant continu est alimentee par
une intensite qui est toujours de m^eme signe. L'ensemble collecteurs+balai assure le r^ole de commutation
(voir http ://sitelec.org/appletswalterfendt/electricmotorf/electricmotorf.htm)III.1.3 Aspect electrique
On doit calculer la fem induite sur chaque portion du conducteur avec e L»CÝÑEmd~l
avecÝÑEm~v^ÝÑBR{2
~u^B~ur. Le produit vectoriel va donner un champ electromoteur sur~uz, donc la contribution des partiesCDetAEa la fem est nulle. Il reste surAC eLAC»
C A pR2 ~u^B~urq dz~uz » l 0R2 Bdz R Bl2 et surDE eLDE»
E D pR2 ~u^ pqB~urq pqdz~uz » l 0R2 Bdz R Bl2 donc au nal e L R Bl BS 4 PSI Moissan 2012Machines a courant continuMars 2013En termes de puissance P eleceLi i et on retrouve bien la relation generale P elecPL0 RemarquesDe la m^eme maniere que pour les actions mecaniques, la commutation assure que la fem est toujours de m^eme sens.La relation est valable en convention generateur qui est celle du chapitre de l'induction. En convention
recepteur, parfois utilisee P elecPL