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On utilise deux méthodes pour déterminer les coordonnées du point de fonctionnement Si l'on connaît les relations mathématiques T U (r) et T R (r), on résout l'équation T u (r)=T R (r). S'il existe plusieurs solutions, on considère celle qui a un sens physique. Si l'on dispose des deux caractéristiques mécaniques du couple, on les trace sur la même feuille et on lit les coordonnées de leur point d'intersection. Bilan énergétique Expression du rendement Le moteur absorbe de la puissance électrique P a et fourni de la puissance mécanique P U. Moteur à excitation indépendante - GoSukulu. Le rendement présente un maximum au voisinage du point nominal. Pour un état de fonctionnement donné Ø, r, U, I sont déterminés. Détermination direct du rendement Dans les conditions de fonctionnement du moteur, même valeur de U de I et r donc de Ø car r=(U-RI)/KØ, on mesure les puissances électriques tel mécaniques en jeux. Seule la mesure de la puissance mécanique cause des problèmes. Avec la dynamo balance sur l'arbre de rotation du groupe on a: T r (génératrice) = T U (moteur) T U = T r = mgd Détermination indirecte du rendement: méthode des pertes séparées P a = Ui + UI Perte joule inducteur: P ji = ri 2 = ui Perte joule induite: P jI = RI Puissance utile: P U = P a – Somme de pertes; P U =P a -UI 2 -ri 2 -P c =P a -RI 2 -ui 2 P c Pertes constantes: P c = U v I v – RI 2 v; Si RI 2 v =0 alors P c =U v I v; Ø v =Ø et r v =r
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( I d:l'intensité du courant absorbé par l'induit juste au moment du démarrage du moteur), on constate qu'au démarrage l'intensité du courant d'induit n'est limitée que par sa résistance R, il faut réduire la tension de démarrage à la valeur R. I max, ( I max: valeur donnée par le constructeur)sinon on peut alimenter l'induit sous sa tension nominale tout en rajoutant une résistance additionnelle R add en série avec l'induit, qu'on court-circuitera dés que le moteur aura démarré.
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Fonctionnement à vide Réglage de la vitesse A vide le moteur ne fournit pas de puissance utile. La puissance électrique absorbée par l'induit est dissipée sous forme de perte. Le courant I v étant inférieur au courant nominal I N on néglige la chute de tension par rapport à U. Si R=0 alors E v = U-RI v; E v =U=KØr r = E v /KØ = U/KØ On pourra régler la vitesse à vide soit en agissant sur la tension, soit sur le E v. On a alors P c =P v -RI 2 v. MOTEUR A COURANT CONTINU A EXCITATION INDEPENDANTE. Avec I v: courant à vide et P c: Puissance collective. Rôle de fonctionnement sous tension constante On a: r v = K 1 /Ø(i) La vitesse de rotation à vide est inversement proportionnelle au flux. On appelle caractéristique d'emballement, la courbe des variations de la vitesse de rotation r v en fonction du courant d'excitation i d'où on a r v =f(i) Si i tend vers zéro, r v augmente fortement Si i augmente r v décroît mais lorsque le circuit magnétique se sature Ø et e v =cste D'où la caractéristique Fonctionnement à flux constant La vitesse de rotation est proportionnelle à la tension U appliquée.
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force crée un couple qui, s'il était seul, ferait tourner l'induit en sens inverse de celui qu'on lui impose. des conditions identiques, le couple résistant d'une génératrice aura le même moment que le couple d'un moteur, puisque les conducteurs seront traversés par le même courant et placés dans le même flux. T r pour vaincre ce couple résistant que le moteur d'entraînement doit fournir de la puissance à la génératrice. Moteur à excitation indépendante. Coexistence des deux phénomènes: Les deux phénomènes, induction électromagnétique (fem) et forces électromagnétiques, coexistent toujours quel que soit l'usage de la machine. Égalité des puissances: T = kI EI = k I Nécessité du rhéostat de démarrage: Expression du courant dans l'induit: que: U = E + RI = (U – E)/R = (U – Nn )/R le flux est constant, le courant I ne dépend que de la vitesse de rotation. Démarrage: Au moment du démarrage, la vitesse de rotation et la f. m sont nulles. Par conséquent, le courant n'est limité que par la résistance de l'induit R: I d = U/R induit qui ne tourne pas se comporte comme un résistor pur.
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Vous trouverez tous les types d'exercices et les thèmes du programme dans les annales corrigées de physique appliquée. Exercez-vous pour mettre toutes les chances de votre côté. Annales physique Satellites terrestres - annale 2005 Moteur à courant continu - annale 2009 Le sujet porte sur l'étude d'un moteur à courant continu à excitation indépendante. La mesure de la résistance d'induit, les essais à vide et en charge ainsi que l'étude d'un point de fonctionnement sont abordés. Les questions sont très classiques et progressives. Moteur a excitation independante stephanoise. De nombreux résultats intermédiaires sont donnés. Ondes électromagnétiques - annale 2006 Le sujet porte sur les domaines de longueurs d'onde des ondes électromagnétiques, la formule de Planck dans un premier temps; les sources et effets ou applications des ultraviolets et des infrarouges dans un deuxième. Ce thème n'était pas sorti depuis 2003. Il s'agit d'une restitution des connaissances. Pour la question calculatoire la formule est donnée et l'on demande ensuite de comprendre la signification de la formule littérale.
Exemple: Sur la plaque signalétique d'un moteur à courant continu, on trouve: n N = 1500 trs/min U N = 120 V I N = 33 A P N = 3, 3 kW R = 0, 3 . calcul de I d donne: = U/R = 120/0, 3 = 400 A. intensité représente plus de 12 fois I N. une valeur dangereuse pour l'induit. Moteur a excitation indépendante sur les déchets. Solution: Il est évident qu'une limitation du courant de démarrage s'impose. insère un rhéostat R h en série avec l'induit pour limiter le courant Id à la valeur: = U/(R + R h) on se limite, par exemple, à = 2I N Ce qui est tolérable, le rhéostat aura pour valeur: R h = U/2I N – R Le rhéostat de démarrage comporte plusieurs plots, et R h correspond à sa valeur maximale. charge: Construction de la caractéristique n=f(I) = nN = U – RI = (U – RI)/N à vide, on a qui nous permet d'écrire: Soit: Pour un moteur à flux constant, la vitesse est une fonction linéaire décroissante du courant absorbé. Caractéristiques électromécaniques de couple: électromagnétique: Il ne dépend que du courant absorbé et du flux: excitation constante, donc à flux constant, on a: = KI T=f(I) est une droite passant par l'origine: la caractéristique électromécanique de couple.
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