Moteur à excitation séparée

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Dernière mise à jour : 11 mai 2016 Exercices chapitre 13 Moteur DC, généralités Moteur à excitation séparée Moteur série Moteur à aimant permanent Génératrice à excitation séparée Moteur PAP Moteur Brushless Moteur DC, généralités 1. Dessiner le symbole général d’un moteur à courant continu Réponse(s): SP 2. Citer les 3 parties principales qui constituent un moteur à courant continu - - - Réponse(s): - le stator - le rotor - le collecteur SP 3. Quel est le rôle du collecteur ? Réponse(s): Il sert à inverser le sens du courant dans les conducteurs du rotor SP 4. Quel est l’autre nom donné à un bobinage du stator ? Réponse(s): L’inducteur SP 5. Quel est l’autre nom donné à un bobinage du rotor ? Réponse(s): L’induit SP 6. Qu’est-ce que l’induit ? Réponse(s): C’est le bobinage du rotor SP

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Dernière mise à jour : 11 mai 2016

Exercices chapitre 13Moteur DC, généralités Moteur à excitation séparée Moteur série

Moteur à aimant permanent Génératrice à excitation séparée Moteur PAP

Moteur Brushless

Moteur DC, généralités1. Dessiner le symbole général d’un moteur à courant continu

Réponse(s): SP

2. Citer les 3 parties principales qui constituent un moteur à courant continu

-

-

-Réponse(s): - le stator

- le rotor- le collecteur

SP

3. Quel est le rôle du collecteur ?

Réponse(s): Il sert à inverser le sens du courant dans les conducteurs du rotor SP

4. Quel est l’autre nom donné à un bobinage du stator ?

Réponse(s): L’inducteur SP

5. Quel est l’autre nom donné à un bobinage du rotor ?

Réponse(s): L’induit SP

6. Qu’est-ce que l’induit ?

Réponse(s): C’est le bobinage du rotor SP

7. Qu’est-ce que l’inducteur ?

Réponse(s): C’est le bobinage du stator SP

8. D’où provient la FCEM d’un moteur DC ?

Réponse(s): La FCEM est créée par le passage des conducteurs de l'induit devant les lignes de champs de l'inducteur

SP

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Page 2: Moteur à excitation séparée

9. Que vaut la « force » contre électromotrice au moment du démarrage d’un moteur à courant continu ?

Réponse(s): E’ = 0 V SP

10. Pourquoi et comment limite-t-on le courant au démarrage d’un moteur DC ?

Réponse(s): Au démarrage la « force » contre-électromotrice est nulle. Le courant de l’induit est limité uniquement par sa résistance. Pour éviter des courants élevés, on place un rhéostat de démarrage en série avec l'induit

SP

11. Quel est le rôle des pôles auxiliaires?

Réponse(s): Créer un flux magnétique de sens opposé et proportionnel au flux généré par l'induit dans le but de maintenir le flux résultant dans un axe neutre

SP

12. Quel est le rôle des pôles de compensation ?

Réponse(s): Créer un flux magnétique qui renforce le flux des pôles auxiliaires. La superposition de ces deux flux s'oppose au flux généré par l'induit dans le but de maintenir le flux résultant dans un axe neutre

SP

13. Par quel courant sont traversés les pôles auxiliaires ?

Réponse(s) Ils sont traversés par les courants de l'induit SP14. Par quel courant sont traversés les pôles de commutation ?

Réponse(s) Ils sont traversés par les courants de l'induit SP15. Par quel courant sont traversés les pôles de compensation ?

Réponse(s) Ils sont traversés par les courants de l'induit SP16. Quel est l’autre nom donné aux pôles auxiliaires ?

Réponse(s) Les pôles de commutation SP17. Quelle maintenance préventive doit-on effectuer sur un moteur DC ?

Réponse(s): Remplacer périodiquement les charbonsUsiner le collecteur (moteur ≥ 50 KW)

SP

18. Quelles sont les pertes engendrées par l'inducteur d'un moteur DC ?

Réponse(s): Perte cuivre (par effet Joule) SP19. Quelles sont les pertes engendrées par l'induit d'un moteur DC ?

Réponse(s): Pertes cuivre (par effet Joule), pertes fer (Hystérésis + Foucault) SP

20. Pour un moteur DC à excitation séparée, quels courants sont identiques à ceux des pôles auxiliaires ?Cocher toutes les réponses justes !

Les courants de l'induit Les courants de l'inducteur Les courants des pôles de compensation Les courants du rhéostat de démarrage

Réponse(s): Induit – pôles de compensation – rhéostat de démarrage SP

Page 3: Moteur à excitation séparée

21. Pour un moteur DC série, quels courants sont identiques à ceux des pôles auxiliaires ?Cocher toutes les réponses justes !

Les courants de l'induit Les courants de l'inducteur Les courants des pôles de compensation Les courants du rhéostat de démarrage

Réponse(s): Induit – Inducteur - pôle de compensation – rhéostat de démarrage SP

22. Pour chaque moteur, cocher la case si une perte existe

Réponse(s): SP

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Page 4: Moteur à excitation séparée

23. Pour un moteur DC, que se passe-t-il si le courant de l'induit reste constant et que le courant d'excitation diminue ?

Réponse(s): Le moteur prend de la vitesse SP24. Pour un moteur DC, que se passe-t-il si le courant de l'induit reste constant et que le

courant d'excitation augmente ?

Réponse(s): Le moteur perd de la vitesse SP25. Pour un moteur DC, que se passe-t-il si le courant de l'induit diminue et que le

courant d'excitation reste constant ?

Réponse(s): Le moteur perd de la vitesse SP26. Pour un moteur DC, que se passe-t-il si le courant de l'induit augmente et que le

courant d'excitation reste constant ?

Réponse(s): Le moteur prend de la vitesse SP27. Pour un moteur DC, que se passe-t-il si le courant d'inducteur est coupé ?

Réponse(s): Le moteur part en survitesse SP28. Vous devez commander un moteur pour un tramway.

Quel moteur choisissez-vous ? Moteur série Moteur à excitation séparée

Réponse(s): Un moteur série (universel), car il a un très fort couple au démarrage SP29. Quelle est la spécificité d'un moteur d'un moteur série ?

Réponse(s): il a un très fort couple au démarrage SP30. Vous devez commander un moteur pour une machine-outil. La vitesse de rotation doit

être le plus stable possible. Quel moteur choisissez-vous ? Moteur série Moteur à excitation séparée

Réponse(s): Un moteur à excitation séparée, car sa vitesse de rotation varie très peu. SP31. Pourquoi le circuit magnétique de l'induit d'un moteur DC est-il feuilleté ?

Réponse(s): Pour éviter les pertes fer (courants de Foucault et Hystérésis) SP32. Le circuit magnétique de l'induit d'un moteur DC est-il feuilleté ou "plein" ?

Réponse(s): Il est feuilleté afin d'éviter les pertes fer (courants de Foucault et Hystérésis) SP33. Le circuit magnétique de l'inducteur d'un moteur DC est-il feuilleté ou "plein" ?

Réponse(s): Il est plein. Il ni y a pas de pertes fer (courants de Foucault et Hystérésis) dans l'inducteur car le champ magnétique ne change pas de sens !

SP

34. Dans un moteur DC, quel est le rôle du collecteur ?

Réponse(s): Inverser le sens du courant dans les conducteurs du rotor SP

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Page 5: Moteur à excitation séparée

35. Pourquoi est-il nécessaire d'utiliser un rhéostat de démarrage lorsque l'on démarre un moteur DC ?

Réponse(s): Au démarrage la FCEM est nulle. Par conséquent le courant n'est limité que par la résistance de l'induit

SP

36. Lorsque l'on lit sur la plaquette signalétique d'un moteur 5 kW, de quelle puissance s'agit-il ?

Réponse(s): La puissance utile, puissance mécanique, puissance à l'arbre, puissance fournie

SP

37. Dans un moteur DC, qu'est-ce-que l'induit ?

Réponse(s): Le rotor SP38. Dans un moteur DC, qu'est-ce-que l'inducteur ?

Réponse(s): Le stator SP39. Pourquoi un moteur DC série ne doit pas être utilisé sans charge ?

Réponse(s): Pour éviter qu'il s'emballe SP40. Pour qu'elle raison un moteur DC série s'emballe-t-il à vide?

Réponse(s): En prenant de la vitesse la FCEM augmente. Si FCEM augmente, le courant d'induit diminue. Si le courant d'induit diminue, le moteur prend de la vitesse. Et ainsi de suite.

SP

41. Dessiner le symbole général d'un moteur DC

Réponse(s): SP

42. Remplissez les rectangles avec le(s) mot(s) approprié(s)

Réponse(s): SP

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Page 6: Moteur à excitation séparée

43. Remplissez les rectangles avec le(s) mot(s) approprié(s)

Réponse(s):

SP

44. Dessiner un moteur DC en représentant l'induit, l'inducteur, les pôles auxiliaires, les pôles de compensations. Identifier chaque élément !

Réponse(s):

SP

45. Pour quelle situation le couple sur l’axe du rotor sera le plus élevé ?

A B CRéponse(s): A SP46. Dans quel sens le rotor tourne-t-il ?

horaire anti-horaire le rotor ne tourne pas

Réponse(s): horaire SP47. Dans quel sens le rotor tourne-t-il ?

horaire anti-horaire le rotor ne tourne pas

Réponse(s): anti-horaire SP

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Page 7: Moteur à excitation séparée

48. Dans quel sens le rotor tourne-t-il ?

horaire anti-horaire le rotor ne tourne pas

Réponse(s): horaire SP49. Dans quel sens le rotor tourne-t-il ?

horaire anti-horaire le rotor ne tourne pas

Réponse(s): anti-horaire SP50. Dans quel sens le rotor tourne-t-il ?

horaire anti-horaire le rotor ne tourne pas

Réponse(s): le rotor ne tourne pas SP

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Page 8: Moteur à excitation séparée

Moteur à excitation séparée 1. Dessiner le symbole d'un moteur DC à excitation séparée

Réponse(s): SP

2. Compléter le schéma suivant pour réaliser un moteur DC à excitation séparée

Réponse(s): SP

3. Réaliser le câblage et les connexions nécessaires du moteur DC à excitation séparée suivant :

Réponse(s): En diminuant la tension aux bornes de l'induit ou en augmentant le courant dans l'inducteur

SP

4. Comment inverse-t-on le sens de rotation d'un moteur DC à excitation séparée équipé de pôles auxiliaires et de pôles de compensation ?

Donner toutes les possibilités s'il en existe plusieurs

Réponse(s): En inversant le sens du courant dans l'induit, les pôles auxiliaires et les pôles de compensation (A1-C2) ou en inversant le sens du courant dans l'inducteur (F1-F2)

SP

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Page 9: Moteur à excitation séparée

5. Comment peut-on diminuer la vitesse de rotation d'un moteur DC à excitation séparée ?Donner toutes les possibilités !

Réponse(s): En diminuant la tension aux bornes de l'induit ou en augmentant le courant dans l'inducteur

SP

6. Comment peut-on augmenter la vitesse de rotation d'un moteur DC à excitation séparée ?Donner toutes les possibilités !

Réponse(s): En augmentant la tension aux bornes de l'induit ou en diminuant le courant dans l'inducteur

SP

7. Que se passe-t-il lorsque l'on charge un moteur à courant continu à excitation séparée si ce dernier ne possède ni pôles auxiliaires, ni pôles de compensation ?

Réponse(s): L'axe neutre se déplace et des étincelles sont produites au niveau du collecteur.

SP

8. Comment combattre les étincelles produites au niveau du collecteur d'un moteur DC à excitation séparée ?

Réponse(s): Il faut : 1) déplacer la position des balais pour les ramener dans l'axe neutre (ceci fonctionne uniquement si la charge ne change pas)2) ajouter des pôles auxiliaires, voir des pôles de compensation si c'est un moteur de plusieurs kW

SP

9. Quelle est la spécificité d'un moteur à excitation séparée ?

Réponse(s): Sa vitesse de rotation varie très peu. SP10. Dessiner la caractéristique du couple en fonction du courant, Mc = f(I), d’un moteur

DC à excitation séparée

Réponse(s): SP

11. Dessiner la caractéristique de la vitesse de rotation en fonction du courant, n = f (I), d’un moteur DC à excitation séparée

Réponse(s): SP

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Page 10: Moteur à excitation séparée

12. Dessiner la caractéristique du couple en fonction de la vitesse de rotation, Mc = f (n), d’un moteur DC à excitation séparée

Réponse(s): SP

13. Énumérer toutes les pertes d’un moteur à excitation séparée.Pour chacune, spécifier l'endroit où ces pertes apparaissent

Réponse(s):A l'inducteur: perte cuivre (effet Joule)A l'induit: perte cuivre (effet Joule); perte fer (hystérésis + Foucault)Mécanique: frottement, ventilation

SP

14. Quel moteur DC a la caractéristique suivante :Attention : 2 réponses sont justes

Moteur série Moteur à excitation séparée Moteur universel Moteur à aimant permanent

Réponse(s): Moteur à excitation séparée, moteur à aimant permanent SP

16. Quel moteur DC a la caractéristique suivante :Attention : 2 réponses sont justes

Moteur série Moteur à excitation séparée Moteur universel Moteur à aimant permanent

Réponse(s): Moteur à excitation séparée, moteur à aimant permanent SP

18. Quel moteur DC a la caractéristique suivante :Attention : 2 réponses sont justes

Moteur série Moteur à excitation séparée Moteur universel Moteur à aimant permanent

Réponse(s): Moteur à excitation séparée, moteur à aimant permanent SPRetour au haut de la page

Page 11: Moteur à excitation séparée

20. Quelle caractéristique correspond à celle d’un moteur DC à excitation séparée ?

Réponse(s): SP

22. Quelle caractéristique correspond à celle d’un moteur DC à excitation séparée ?

Réponse(s): SP

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Page 12: Moteur à excitation séparée

24. Comment évolue la vitesse de rotation d’un moteur DC à excitation séparée lorsque l’on augmente la tension de l’induit ? La vitesse de rotation augmente La vitesse de rotation reste stable La vitesse de rotation diminue On ne peut pas répondre avec certitude à cette question

Réponse(s): La vitesse de rotation augmente SP

25. Comment évolue la vitesse de rotation d’un moteur DC à excitation séparée lorsque l’on augmente la tension de l’inducteur ? La vitesse de rotation augmente La vitesse de rotation reste stable La vitesse de rotation diminue On ne peut pas répondre avec certitude à cette question

Réponse(s): La vitesse de rotation diminue SP26. Comment évolue la vitesse de rotation d’un moteur DC à excitation séparée lorsque

l’on augmente la tension de l’induit et de l’inducteur ? La vitesse de rotation augmente toujours La vitesse de rotation reste toujours stable La vitesse de rotation diminue toujours On ne peut pas répondre avec certitude à cette question

Réponse(s): On ne peut pas répondre avec certitude à cette question.Explication : l’augmentation de la tension de l’induit, augmente sa vitesse, mais l’augmentation de la tension de l’inducteur diminue sa vitesse. Au final, la vitesse peut soit augmenter, rester stable ou diminuer

SP

27. Un moteur, alimenté sous 300 V continu, a une FCEM E' de 284V en fonctionnement normal. La résistance de l'induit est Ri = 0,5 W.Calculer:

a) La chute de tension Ui dans l'induit.b) L'intensité Iabs du courant absorbé.c) L'intensité I dém qui serait absorbée au démarrage si le moteur était

dépourvu de rhéostat.d) La résistance Rh du rhéostat de démarrage pour que l'intensité au

démarrage soit limitée à 1,8 fois l'intensité en charge nominale.

Réponse(s): a) 16V; b) 32A; c) 600A; d) 4,71 ohms JB28. Un moteur à courant continu fonctionne en charge nominale sous 24 V. L’intensité

qui le traverse est de 2,2 A. Sa résistance interne vaut 0,75W.Calculer la valeur de la résistance de démarrage qui permet de ne pas dépasser 2,5 fois le courant nominal à l’enclenchement.

Réponse(s): Imax. = 5,5 A ; Rtot. = 4,36 Ω ; Rdémarrage= 3,61 Ω SP29. Un moteur à courant continu, alimenté sous 230 V, possède une FCEM de 176 V en

fonctionnement normal. L’induit a une résistance de 0,9 Ω.Calculer :

a) Le courant d’induitb) La valeur du courant de démarragec) La valeur du rhéostat de démarrage si la pointe de courant ne doit pas

dépasser 2 IN

Réponse(s): a) IN = 60 A; b) Idémarrage= 256 A; c) RRhéostat=1,02 Ω SPRetour au haut de la page

Page 13: Moteur à excitation séparée

30. Un moteur à excitation séparée possède les caractéristiques suivantes :Induit : 230 V – 1,15 ΩInducteur : 170 V – 350 ΩEn charge nominale, l’induit est traversé par une intensité de 5,3 A.Calculer :

a) le courant dans l’inducteurb) la FCEM du moteurc) la valeur du rhéostat de démarrage si la pointe de courant ne doit pas

dépasser 2,5 In

Réponse(s): a) IInd.= 0,49A, b) FCEM=223,9 V; c) RRhéostat=16,2 Ω SP31. Un petit moteur DC à aimants permanents, dont la résistance interne vaut 6 Ω, tourne

à 1800 tr/min en charge nominale. Il est traversé par un courant 2 A sous 24 V. Calculer sa fréquence de rotation à vide, s’il est alors parcouru par un courant de 0,5 A.

Réponse(s): E1’=12 V ; E2

’=21 V ; no=3150 tr/min SP32. Un moteur DC 24V à aimant permanent a une résistance interne de 4,5 Ω. A vide le

courant est de 0,45 A et sa vitesse de 3500 tr/min. En charge la vitesse est de 2500 tr/min. Quel est le courant en charge ?

Réponse(s): I=1,85A SP33. Un moteur à courant continu, dont l'excitation indépendante est maintenue constante,

fonctionne en charge sous 24 V. L'intensité qui le traverse est de 25 A et il tourne à 650 tr/min. Sa résistance interne vaut 0,2 Ω. Calculer sa fréquence de rotation lorsqu'il est traversé par un courant de 3 A sous 24 V.

Réponse(s): E’1=19 V ; E’2=23,4 V ; n2=801 tr/min SP34. Un moteur à courant continu, alimenté sous 24 V, possède une FCEM de 19 V en

fonctionnement nominal. L'induit a une résistance de 1,5 Ω.Calculer:a) Le courant d'induitb) La valeur du courant de démarrage sans résistance de démarragec) La valeur de la résistance de démarrage permettant de ne pas dépasser une pointe de courant égale à deux fois le courant nominal.

Réponse(s): a) Iinduit= 3,3 A; b) Idémar.=16 A; c) Idémar.avec rhéostat =6,7 A ; Rtot = 3,6 Ω ; RRhéostat= 2,1 Ω

SP

35. Pour inverser le sens de rotation d’un moteur DC à excitation séparée, il faut :Attention : 2 réponses sont justes ! inverser la tension aux bornes de l’induit et des pôles de compensation inverser la tension aux bornes de l’inducteur et des pôles de compensation inverser la tension aux bornes de l’induit et de l’inducteur inverser la tension aux bornes de l’inducteur

Réponse(s): inverser la tension aux bornes de l’induit et des pôles de compensation, inverser la tension aux bornes de l’inducteur

SP

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Page 14: Moteur à excitation séparée

Moteur série1. Dessiner le symbole d'un moteur DC à excitation série

Réponse(s): SP

2. Compléter le schéma suivant pour réaliser un moteur DC série

Réponse(s): SP

3. Énumérer toutes les pertes d’un moteur série.Pour chacune, spécifier l'endroit où ces pertes apparaissent

Réponse(s):A l'inducteur: perte cuivre (effet Joule)A l'induit: perte cuivre (effet Joule); perte fer (hystérésis + Foucault)Mécanique: frottement, ventilation

SP

4. Comment peut-on diminuer la vitesse de rotation d'un moteur DC série ?

Réponse(s): En diminuant la tension aux bornes du moteur (diminution de la tension aux bornes de l’induit et de l’inducteur)

SP

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Page 15: Moteur à excitation séparée

5. Comment peut-on augmenter la vitesse de rotation d'un moteur DC série ?

Réponse(s): En augmentant la tension aux bornes du moteur (augmentation de la tension aux bornes de l’induit et de l’inducteur)

SP

6. Comment inverse-t-on le sens de rotation d'un moteur DC série équipé de pôles auxiliaires et de pôles de compensation ?

Donner toutes les possibilités s'il en existe plusieurs

Réponse(s): En inversant le sens du courant dans l'induit, les pôles auxiliaires et les pôles de compensation (A1-C2) ou en inversant le sens du courant dans l’inducteur (D1-D2)

SP

7. Si l'on admet qu'un moteur DC universel tourne dans le sens horaire, quel sera son sens de rotation si l'on inverse la polarité à ses bornes ?

Réponse(s): Pas de changement, toujours le sens horaire SP8. Pour un moteur série, quel est l'impact sur son sens de rotation si l'on inverse la

polarité sur ses bornes principales ?

Réponse(s): Aucun impact ! Le moteur continue à tourner dans le même sens SP9. Dessiner la caractéristique du couple en fonction du courant, M= f (I), d’un moteur

DC série

Réponse(s): SP

10. Dessiner la caractéristique de la vitesse de rotation de rotation en fonction du courant, n = f (I), d’un moteur DC série

Réponse(s): SP

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Page 16: Moteur à excitation séparée

11. Dessiner la caractéristique du couple en fonction de la vitesse de rotation, M = f (n), d’un moteur DC série

Réponse(s): SP

12. Quel moteur DC a la caractéristique suivante :Attention : 2 réponses sont justes

Moteur série Moteur à excitation séparée Moteur universel Moteur à aimant permanent

Réponse(s): Moteur série, moteur universel SP

13. Quel moteur DC a la caractéristique suivante :Attention : 2 réponses sont justes

Moteur série Moteur à excitation séparée Moteur universel Moteur à aimant permanent

Réponse(s): Moteur série, moteur universel SP

14. Quel moteur DC a la caractéristique suivante :Attention : 2 réponses sont justes

Moteur série Moteur à excitation séparée Moteur universel Moteur à aimant permanent

Réponse(s): Moteur série, moteur universel SP

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Page 17: Moteur à excitation séparée

15. Quelle caractéristique correspond à celle d’un moteur DC série ?

Réponse(s): SP

16. Quelle caractéristique correspond à celle d’un moteur DC série ?

Réponse(s): SP

17. Quelle caractéristique correspond à celle d’un moteur DC série ?

Réponse(s): SP

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Page 18: Moteur à excitation séparée

18. Pour inverser le sens de rotation d’un moteur DC série, il faut :

inverser la tension aux bornes de l’induit et des pôles auxiliaires inverser la tension aux bornes de l’inducteur et des pôles de compensation inverser la tension aux bornes de l’induit et de l’inducteur inverser la tension aux bornes de l’inducteur et des pôles auxiliaires

Réponse(s): inverser la tension aux bornes de l’induit et des pôles auxiliaires SP

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Page 19: Moteur à excitation séparée

19. Un moteur DC série est alimenté par une batterie au plomb de 12 V, dont la résistance interne est de 25 mW. En fonctionnement à 1300 tr/min, il est traversé par un courant de 80 A. Au démarrage le courant vaut 240 A. Calculer la résistance interne du moteur et la tension aux bornes du moteur.

Réponse(s): Ri = 25 mΩ; U = 10 V SP20. Un palan est entraîné par un moteur DC série alimenté sous 110 V. La résistance de

l’induit vaut 0,8 Ω et celle de l’inducteur 0,5 Ω. A vide le moteur est traversé par un courant de 3,5 A. En charge le moteur est traversé par un courant de 7,8 A et tourne à 250 tr/min. Quelle est sa vitesse de rotation à vide ?Indice : Φ = K x I

Réponse(s): no = 588,4 tr/min SP21. Un moteur DC série est alimenté par une batterie de 24 V dont la résistance est

de100mW. En charge le moteur tourne à une vitesse de 2000 tr/min et le courant est de 40 A. Le moteur a une constante K= N*Φ = 360 * 10 –3

Quelle est la résistance interne du moteur ?

Réponse(s): Rim=200 mΩ SP22. Un moteur DC série est alimenté par une batterie au plomb dont la FEM est de 12 V

et la résistance interne de 20 mΩ. En fonctionnement, à 1800 tr/min, il est traversé par un courant de 100 A. Au démarrage, la pointe de courant vaut 350 A.Calculer:a) La résistance interne du moteur.b) La tension aux bornes du moteur en fonctionnement normal.c) Le couple utile sachant que le couple de frottement est de 0,7 Nm.

Réponse(s): a) Rtot=34,3 mΩ; Ri=14,3 mΩ; Umot= 10 V; Ptotal =1000W ;Ppertes cuivre =143 W ; Putile =857 W ; Mutile = 4,55 Nm ; Mréel = 3,85 Nm

SP

23. Un palan est entraîné par un moteur DC série alimenté sous 110 V. La résistance de l’induit vaut 0,8 Ω et celle de l’inducteur 0,5 Ω. A vide le moteur tourne à 588,4 tr/min et est traversé par un courant de 3,5 A. En charge le moteur est traversé par un courant de 7,8 A. Quelle est sa vitesse de rotation en charge ?Indice : Φ = K x I

Réponse(s): n = 250 tr/min SP

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Page 20: Moteur à excitation séparée

Moteur à aimant permanent1. Dessiner le symbole d'un moteur DC à aimant permanent

Réponse(s): SP

2. Enumérer toutes les pertes d’un moteur à aimant permanent.Pour chacune, spécifier l'endroit où ces pertes apparaissent

Réponse(s):A l'induit: perte cuivre (effet Joule); perte fer (hystérésis + Foucault)Mécanique: frottement, ventilation

SP

3. Comment inverse-t-on le sens de rotation d'un moteur DC à aimant permanent ?

Réponse(s): en inversant le sens du courant dans l'induit SP

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Page 21: Moteur à excitation séparée

Génératrice à excitation séparée1. Dessiner le symbole d'une génératrice

Réponse(s): SP

1. Dessiner le symbole général d'une dynamo

Réponse(s): SP

2. Pour un courant d'excitation de 4 A, la f.é.m. constante d'une génératrice à excitation séparée est E = 240 V. La résistance d'induit Ri = 0,8 W, celle de l'inducteur Rind = 30 W. Les pertes collectives sont Pc = 450 W. Pour un courant débité I = 80 A, calculer:

a) La tension U.b) La puissance utile Pu.c) Les pertes par effet Joule dans l'induit Pi.d) Les pertes par effet Joule dans l'inducteur Pind.e) La puissance absorbée Pa.f) Le rendement h

Réponse(s): a) 176V; b) 14,1 kW; c) 5120 W; d) 480W; e) 20,13 kW; f) 0,699 JB3. On veut charger une batterie au plomb 12V / 71 Ah ayant une résistance interne de

150 mW à l’aide d’une dynamo de type shunt.

La dynamo à une résistance d’induit de 0,65W qui est 100 fois inférieure à celle de l’inducteur.

La batterie est initialement vide. Le temps de recharge total est de 10 h.Calculer :

la tension aux bornes de la batterie. La FEM de la dynamo. le couple mécanique à fournir sachant que le couple de frottement est de

0,04 Nm et que l'arbre de la génératrice est entraîné à 1500 tr/min.

Réponse(s): U = 13,1 V; E = 17,8 V; M = 0,868 Nm JB/SEP4. On mesure, à vide, une tension de 24 VDC aux bornes d’une dynamo.

Quelle est la tension à ses bornes lorsqu’on lui applique une charge de 8 Ω ?Quel courant est fourni par ce générateur ?

Le stator est constitué d’aimant permanentRésistance de l’induit : 0,8 Ω

Réponse(s): U=21,8 V ; I =2,73 A SP

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Page 22: Moteur à excitation séparée

Moteur PAP1. Dessiner le symbole général d'un moteur PAP

Réponse(s): SP

2. Qu’est-ce qu’un moteur PAP à réluctance variable ?

Réponse(s): C'est un moteur dont le rotor n'est pas polarisé. Il n'a pas de couple à l'arrêt SP3. Combien de pas par tour ont les moteurs PAP suivants ?

a)

b)

Réponse(s): a) 24 pas b) 8 pas SP5. Quelle possibilité existe pour augmenter la résolution d’un moteur PAP ?

Réponse(s): Avancer par demi-pas en commutant judicieusement les phases statoriques SP6. Quel moteur PAP n’a aucun couple à l’arrêt ?

Réponse(s): le moteur à réluctance variable SP7. Quel moteur PAP possède toujours un couple à l’arrêt et pourquoi ?

Réponse(s): le moteur électromagnétique. Parce que son rotor est constitué d’aimant permanent

SP

8. Qu’est-ce qu’un moteur à réluctance variable ?

Réponse(s): C'est un moteur dont le rotor n'est pas polarisé. Il n'a pas de couple à l'arrêt SP9. Qu’est-ce qu’un moteur électromagnétique ?

Réponse(s): c’est un moteur dont le rotor est constitué d’aimant permanent SP10. Citer 2 avantages d’un moteur PAP ?

Réponse(s): - la position est très précise- il ni y a pas de collecteur- couple à l’arrêt- commande sans boucle de contrôle

SP

11. Quel est le principal inconvénient d’un moteur PAP ?Dans quelle situation cet inconvénient peut-il apparaître ?

Réponse(s): Possibilité de perdre des pas en cas de surcharge ou d'accélération trop élevée SP

Page 23: Moteur à excitation séparée

12. 1) Indiquer les transistors qui sont activés pour la position du rotor ci-contre.

2) Indiquer la séquence d'allumage des transistors de puissance permettant de faire tourner le rotor de quatre pas de 45° dans le sens horaire.

Réponse(s): 1) T1&T4 2) T4; T2&T4; T2; T2&T3 SP13. Le moteur ci-contre est un

Moteur électromagnétique Moteur hybride Moteur à reluctance variable

cocher la bonne réponse !

Réponse(s): Moteur à reluctance variable SP14. Le moteur ci-contre est un

Moteur électromagnétique Moteur à reluctance variable Moteur hybride

cocher la bonne réponse !

Réponse(s): Moteur électromagnétique SP15. Le moteur ci-contre est un

Moteur à reluctance variable Moteur hybride Moteur électromagnétique

cocher la bonne réponse !

Réponse(s): Moteur hybride SP

Page 24: Moteur à excitation séparée

16. Combien de pas par-tour à le moteur suivant ?

a) si on lui fait faire des pas entiersb) si on lui fait faire des ½ pas

Réponse(s): a) 8 pas b) 16 pas SP17. Pour le moteur suivant, déterminer:

- le pas du rotor

- le nombre de pas par tour

- l'ordre d'enclenchement des enroulements pour une rotation dans le sens horaire

Réponse(s): 30°, 12 pas par tour, 1-2; 2-4; 1-3; 1-2; etc… SP18. Compléter le schéma suivant pour réaliser une commande unipolaire.

T1 et T2 sont-ils activés simultanément ?Réponse(s):

Non ! C’est T1 ou T2 mais jamais les deux en même temps

SP

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Page 25: Moteur à excitation séparée

19. Compléter le schéma suivant pour réaliser une commande bipolaire.Puis indiquer quels transistors sont activés simultanément

N

T2

T1

L1

T3

T4

Réponse(s):

T1&T4 ; T3&T2

SP

20. Pour le moteur suivant, déterminer:

- le pas du rotor

- le nombre de pas par tour

- l'ordre d'enclenchement des enroulements pour une rotation dans le sens horaire

Réponse(s): 15°, 24 pas par tour, 1-5-3-7; 2-6-4-8 ; 1-5-3-7 etc… SP

Page 26: Moteur à excitation séparée

21. Réaliser la liste de câblage

X1-

X3-

Réponse(s): X1-A ; B-F ; E-X2 ou X1-B ; A-E ; F-X2etX3-C ; D-H ; G-X4 ou X3-D ; C-G ; H-X4Remarques : d’autres possibilités existent

SP

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Page 27: Moteur à excitation séparée

Moteur brushless1. A quel moteur peut-on apparenter le moteur brushless ?

Réponse(s): au moteur synchrone triphasé à aimants permanents SP2. Quel est le principal avantage du moteur brushless ?

Réponse(s): c’est un moteur où il y a peu d’entretien car il ne possède ni collecteur, ni charbons

SP

3. Par quoi sont remplacés le collecteur et les charbons dans un moteur brushless ?

Réponse(s): par une commutation électronique SP4. Citer 2 genres de capteurs utilisés pour connaître la position du rotor d’un moteur

brushless?

Réponse(s): Capteur à effet HallCapteur de type résolver

SP

5. De quelles matières est constitué l’aimant permanent d’un moteur PAP ?

Réponse(s): samarium et cobalt SP

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