La machine à courant continu

Résumé du document

La machine à courant continu (MCC) est un convertisseur d'énergie, totalement réversible, elle peut fonctionner soit en moteur, convertissant de l'énergie électrique en énergie mécanique, soit en génératrice, convertissant de l'énergie mécanique en énergie électrique. Cette machine est donc un convertisseur électromécanique. Après avoir décrit en détail la MCC, on en expliquera le fonctionnement. On étudiera ensuite les deux utilisations de la MCC : générateur et moteur.

Extraits

[...] Connaissant Pu, la puissance utile et Pa, la puissance absorbée il est possible de calculer : ρ, le rendement du moteur : ρ = f Le risque d'emballement du moteur Dans la relation E = N.n.Φ, si l'intensité du courant dans l'inducteur s'annule, le flux tend alors vers zéro. La valeur de la f e m n'étant pas nulle, la fréquence de rotation tend elle, vers l'infini. Pour éviter que le moteur s'emballe, il est indispensable de respecter un ordre pour le câblage ainsi qu'un ordre inverse pour le dé câblage du moteur. L'inducteur doit être alimenté en premier lors du câblage, il sera débranché en dernier au dé câblage du moteur. [...]

[...] L'essai à vide permet donc de calculer facilement le couple de pertes Tp. - δ Equation de la caractéristique mécanique : Pour tracer la caractéristique mécanique du moteur sous tension d'induit constante, nous allons utiliser les trois paragraphes précédents : La loi d'Ohm d'un moteur : U = E + RI En remplaçant E par K1.n : U = K1.n + RI En utilisant le couple Te : Te = K2. I Nous pouvons en déduire la relation : U = K1.n + Sachant que Tu = Te Tp : La caractéristique mécanique est de la forme Tu = a.n + b : e Essai en charge Le moteur est maintenant chargé, c'est-à-dire que l'arbre de ce dernier entraîne une charge résistante qui s'oppose au mouvement du rotor. [...]

[...] Recherche du point de fonctionnement La droite est issue de l'équation : U = E - R.I La droite est issue de l'équation : U = Rh.Ι Le point d'intersection (U' et I') de ces deux droites donne les grandeurs communes aux deux dipôles. c - Bilan de puissance Pc représente la somme des pertes mécaniques et des pertes magnétiques dans la génératrice. Les pertes magnétiques dues à l'hystérésis et aux courants de Foucault se produisent dans les tôles du rotor. Les pertes mécaniques dues aux frottements se situent au niveau des paliers. [...]

[...] Iex reste constante La relation E = N.n.φ se caractérise donc par deux constantes, le nombre de spires et le flux φ, sachant que ce dernier ne dépend que de l'intensité du courant d'excitation, nous pouvons écrire : Si Iex est constante, E reste proportionnelle à n. De même : Si Iex est constante, E reste proportionnelle à Ω. b - En charge L'induit de la génératrice peut être remplacé par son modèle équivalent : Modèle équivalent de l'induit de la génératrice R : est la résistance totale de l'induit. E : est la f e m de la génératrice. [...]

[...] D - FONCTIONNEMENT EN MOTEUR a Fonctionnement en charge Le moteur restitue une puissance mécanique, combinaison du couple utile et de la fréquence de rotation. b Loi d'Ohm L'induit du moteur peut être remplacé par son modèle équivalent : R : est la résistance totale de l'induit. E : est la f e m de la génératrice. La loi d'Ohm de l'induit se déduit facilement de son modèle équivalent : U = E + R.I c - Bilan de puissance Le rendement est le rapport entre la puissance mécanique utile et la puissance électrique absorbée. [...]