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Saturday, 3 August 2024
A l'arrêt r=0, la f. e. m E étant nulle le rotor se comporte comme une résistance R. Lors de son branchement sur la source de tension, l'induit appellerait un courant d'intensité I dd =U N /R>>I N I dd =I de début de démarrage. Dès que le rotor commence à tourner r différent de zéro et E différent de zéro et l'intensité du courant devient I d = (U N -E)/R diminue et tend vers I. La phase de démarrage est terminée. La durée nécessaire à la mise en vitesse augmente avec le moment du couple résistant présenté par la charge ainsi qu'avec l'inertie caractérisant les parties mobiles. Démarrage en charge Pour que le moteur puisse entraîner la charge, il faut que le moment de son couple T d >T rd opposé par la charge donc que le courant dit de démarrage soit supérieur à I dd. Alimenté sous la tension nominale l'induit du moteur absorbe pendant la phase de démarrage un courant nettement supérieur à la valeur nominale. Moteur a excitation indépendante http. Cette surintensité provoque la détérioration du rotor par l'échauffement excessif dû à l'effet joule et aux chocs mécaniques dus à une mise en vitesse brutale.

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L'induit absorbe un courant constant d'intensité I N, le moment de couple résistant est donc constant. L'alimentation de l'induit sous tension réglable présente deux avantages. Il est mise en vitesse progressivement avec suppression de la surintensité: Vitesse largement variable. Moment du couple utile T em =KØI=K'I avec K'=KØ P e -P u =P c Le moment du couple T em =KØI s'écrit puisse que le couple est constant T em =K'I, la relation entre I et T ne dépend pas de U A cause des pertes magnétiques et mécaniques dont on appelle la somme P c, la puissance utile P u (sous forme mécanique) sous l'arbre du moteur est inférieur à la puissance magnétique P e. P c = P mag + P méca T u =P u /r < (p e /P r =T e) T e -T u =T P =(P e -P u)/r=P c /r=Kr/r=constante. MOTEUR A COURANT CONTINU A EXCITATION INDEPENDANTE. Le moment de couple de perte est constant. Variation du couple utile avec le courant I Caractéristique mécanique La caractéristique donne les variations du moment de celle de la vitesse de rotation r. Cette courbe permet de choisir le moteur qui convient pour entraîner une charge donnée.

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(V); I le courant d'induit (A); Tem le couple électromagnétique (N. m); Tu le couple utile (N. m); Ω la vitesse de rotation (rad. s -1); R la résistance d'induit (Ω); r la résistance d'inducteur (Ω). Bilan énergétique Remarque: • Toute l'énergie absorbée à l'inducteur et dissipée par effet joule. On peut omettre l'inducteur dans le bilan des puissances et alors Pje n'apparaît pas et Pa=U. • Les pertes fer et les pertes mécaniques sont rarement dissociées, la somme étant les pertes constantes Pc. • Si le moteur est à aimants permanents, Ue, Ie et Pje n'existent pas. Emploi Ce moteur est caractérisé par une vitesse réglable par tension et indépendante de la charge. En association avec un convertisseur statique (hacheur) fournissant une tension réglable, la vitesse peut varier sur un large domaine. Il fournit un couple important à faible vitesse (machines-outils, levage). Moteur a excitation independante vichy. En petite puissance, il est souvent utilisé en asservissement avec une régulation de vitesse.

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Moteur à excitation indépendante Il faut deux alimentations: une pour l'inducteur et l'autre pour l'induit. Les quatre grandeurs qui déterminent le fonctionnement du moteur sont: E, U, I et Φ. Schéma équivalent du moteur à excitation indépendante Vitesse de rotation Le sens de rotation dépend: du sens du flux, donc du sens du courant d'excitation Ie; du sens du courant d'induit I. Expression de la vitesse: E = KΦΩ = U − RI: Démarrage du moteur Surintensité de démarrage (exemple) Soient: Tdc le couple de démarrage imposé par la charge (N. m); Td le couple de démarrage du moteur (N. Moteur à excitation indépendante. m); Id le courant de démarrage (A); Au démarrage: Ω = 0 ⇒ E = 0 et donc: Exemple: Un =240 V la tension d'alimentation nominale de l'induit; In = 20 A le courant nominal dans l'induit; R=1 Ω la résistance de l'induit Attention: Conséquences La pointe de courant de 240 A va provoquer la détérioration de l'induit par échauffement excessif par effet joule. Il faut limiter le courant de démarrage: en général on accepte Id = 1, 5 In Conseil: Solutions pour limiter le courant Solution 1: on utilise des rhéostats de démarrage.

Moteur à excitation shunt Constat préliminaire Le moteur à excitation shunt possède les mêmes propriétés que le moteur à excitation séparée du fait que, dans les deux cas, l'inducteur constitue un circuit extérieur à celui de l'induit. Montage pratique Équations du moteur Machine en charge: U = E + R. I avec E =k  (I, i)N: la f. e. m en charge et  le flux magnétique sous un pôle. = E 0 –  (I) Caractéristique de la vitesse Sachant que: = E + R. I = k  (I, i)N + R. I Si la machine est compensée,  =0, le flux est constant,  =  0 à vide. Dans ce cas la vitesse a pour expression: de la vitesse n(I) de couple T(I) P em = T em.  = E. I = U. I – R. I² De même: = k  et T em = k  (I, i). I T u = T em - T p mécanique T(n) A partir des deux caractéristiques précédentes on déduit celle de T(n). Bilan énergétique Une seule source de tension fournit les deux courants, le courant total est: I' = I + i Puissance absorbée: P a = U. I' = U. Moteur à excitation indépendante. I + U. i Pertes: - effet Joule dans l'induit: p jr = R. I² effet Joule dans l'inducteur: p e =U.

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