Le moteur à courant continu

Résumé du document

Le moteur à courant continu était l'actionneur électromécanique le plus employé dans les applications générales des entraînements des machines et dans les applications à vitesse variable ( la traction avec les locomotives, la propulsion avec les navires, et les servo-mécanismes de grandes performances avec les machines-outils et les robots).
Depuis quelques années, à cause des coûts de fabrication élevés, d'un entretien important (avec le collecteur et les balais) et l'apparition des groupes moto-variateurs alternatifs performants, le moteur à courant continu est délaissé dans certaines applications.
Cependant il garde une place importante dans les applications industrielles ou le positionnement et la précision sont importants.

Extraits

[...] le couple Cp = la tension d'excitation Uex est constante A l'aide des relations et on trouve la relation : Cette expression peut s'écrire sous la forme Le coefficient b change de valeur si la tension U varie ( on en déduit un réseau de courbes Cu = g ( Ω ) Cu Cr 0 Ω1 Ω2 Ωn Ω avec Un>U2>U1 Les différents variateurs de vitesse Il existe deux façons de moduler l'énergie électrique en : 7. agissant sur la tension de l'induit la vitesse de rotation Ω varie agissant sur le courant I absorbé par le moteur, le couple électromagnétique Cu varie. Ils existent deux types de variateur de vitesse : 9. le convertisseur alternatif/continu variable Symbole 10. le convertisseur continu/continu variable Symbole 5.1 - Le convertisseur alternatif-continu variable Le choix de ces convertisseurs se fait selon la nature du réseau ( monophasé ou triphasé). [...]

[...] Cependant il garde une place importante dans les applications industrielles ou le positionnement et la précision sont importants - Principe de fonctionnement Si l'on considère un conducteur ouvert (ou une spire) placé sur une armature magnétique (induit) qui tourne et placée dans un champ magnétique fixe (créé par l'inducteur), ce conducteur coupe les lignes de champ. Il est alors le siège d'une force électromotrice e (f.e.m) avec . On réalise ainsi un générateur ( voir figure 1 Si l'on fait passer un courant continu dans la spire, en présence du flux inducteur, L'induit se met à tourner et est l'objet d'un couple moteur. On réalise ainsi un moteur à courant continu. La machine à courant continu fonctionne aussi bien en générateur quand elle est entraînée qu'en moteur quand elle est alimentée. [...]

[...] Elles sont destinées à produire le flux inducteur. Elles sont placées en série et sont parcourues par un courant continu - L'induit C'est la partie mobile du moteur, il est constitué d'une armature rotorique et d'un enroulement. L'armature rotorique Elle est réalisée en tôles magnétiques d'acier à aluminium. Ces tôles sont emmanchées sur l'arbre et isolées par un vernis ( réduction des pertes par hystérisis et par courant de Foucault La périphérie est découpée de telle façon que la surface cylindrique comporte des encoches. [...]

[...] Le collecteur Le collecteur est un cylindre centré sur l'arbre et placé devant l'une des faces de l'armature rotorique. Il est fait de lames de cuivres isolées les unes des autres par des feuilles de mica. Il assure la liaison entre les conducteurs tournants et le circuit extérieur. En association avec les balais, il transforme le courant alternatif induit en courant continu - Les balais et les porte-balais Ils assurent un contact glissant entre le collecteur entraîné en rotation et les conducteurs allant à la plaque à bornes. [...]

[...] I I M R ou R.I représente la U : chute interne de l'induit. U R : résistance d'induit E L'inductance L n'est pas représentée La f c e m est liée la vitesse et à l'excitation par la relation : K représente la constante propre du moteur avec nombre de paires de pôles a : nombre de voies d'enroulement N : nombre de conducteurs Ω représente la vitesse et Φ le flux inducteur Le couple du moteur a pour expression : Cem représente le couple électromagnétique 4.3 Les caractéristiques électrodynamiques ou Cu : couple utile sur l'arbre du moteur Cp : couple du aux pertes 4.4 Principe de la variation de vitesse Hypothèse : le couple Cp = 0 le moteur tourne à vide la résistance d'induit est négligée La relation devient donc On peut varier la vitesse Ω en agissant: sur le flux Φ inducteur ( U constant ) Cette technique s'appelle la désexcitation. [...]