Le Moteur à courant continu

Le Moteur à courant continu

Moteur à courant continuMoteur à courant continu

1 Machines tournantes

2 Le contexte

3 Le principe de fonctionnement

4 La construction

5 Les équations

6 Le bilan des puissances

Quoi ? Le moteur à courant continu

Pourquoi ?      Très répandu, fonctionnement simple, équations "robustes" (pas la machine).

Quand ? On ne dispose que d'une alimentation continue. On veut faire de la variation de vitesse simplement.

Pourquoi ?        Matériel à piles ou accumulateurs, Le variateur est simple et peu coûteux.

Où ? Robots, asservissements, jouets, automobile, trains.

Pourquoi ?   Autonomie, miniaturisation, réglage de vitesse

Comment ? A partir d'une alimentation fixe et en combinaison avec un convertisseur statique on

assure la variation de vitesse et le suivi des transitoires

Le principeLe principe

Champ

Alimentation

Force

Force

CoupleTem

ia

Courant

Laplace F = BIL I B F direct

MoteurMoteur

ia Tem

Le principeLe principe

Faraday e = BLv

EChamp

Entrainement

Vitesse

Vitesse

Rotation

F.e.m.

E

GénérateurGénérateur

ua tension d’induit

ia courant d’induit

ua

ia

Tu

Les grandeurs physiquesLes grandeurs physiques

MCC

Tu moment du couple utile vitesse angulaire de rotation

Tension

d’alimentatin :

Excitation

Courant d’induit

Force électromotriceE = K

E

uaCircuit

électrique

+

-Laplace

Faraday

VitesseAngulaire

+

-Couple de charge

Tch

ia

Arbre mécanique

InduitCouple électromécanique

Tem = K ia

Tem

Champ magnétique

Modèle simplifiéModèle simplifié

Tem Tch

FrottementsTp

InertieJ

ua

ia

E= K

LaRa

Circuit électrique

Arbre mécanique

Modèle simplifié en régime permanent

Modèle simplifié en régime permanent

Tem Tch

FrottementsTp

ua

ia

E= K

Ra

Circuit électrique

Lorsque i = cte l’inductance est sans effet

Ldi/dt = 0

Arbre mécanique

Lorsque = cte l’inertie est sans effet

Jd/dt = 0

Ua = E + Ra.Ia

Tem = Tch + Tp

Pôle principal

Pôle auxiliairede commutation

Encoche

corne

Inducteur

Entrefer

Bobinage induitBobinage induit

cale

faisceau

encoche

brin actif

Mcc

Types de machinesTypes de machines

Mcc

Mcc

Mcc

Suivant leur mode d’excitation

Aimant

Dérivation

Série

Indépendante

Courbe de magnétisationCourbe de magnétisation

K(Wb)

iex

(A)

Pertes par effetJoule dans

l’induitPertes par

excitation

Pertes mécaniques et magnétiques

Puissance utile

|E|<|Ua||Tu|<|Tem|

E.Ia = Tem.

PJRP0

Tu.

Puissance absorbée

(+excit.)

UaIa

PJS

Bilan des puissancesBilan des puissances

Puissance transformée