moteur cc

TerminaleSTIgniemcanique Moteurcourantcontinu

Moteurcourantcontinu

1 Conversiondnergie

2 Symbole

3 Constitution

Surlestatorestbobinlinducteur .Linducteurcreunchampmagntiquetraverslerotor.Pourcrercechamplinducteurpeuttreconstitudebobinagesoudaimantspermanents.Surlerotorsetrouvelebobinageinduit.Lecollecteur etlesbalais permettentlalimentationlectriquedelinduit.

Lensemblestatorplusrotorconstitueuncircuitmagntiquecanalisantlechampmagntiquecreparlinducteur.

ClaudeDivoux,2004 1/8


Lignedechampdunmoteurbipolaire

4 ForcelectromotriceUnebobine(linduit )enmouvementdansunchampsmagntique(linducteur )voitapparatresesbornesuneforcelectromotrice(f..m.)donneparla:

loideFaraday

e = - jtSurceprincipe,linduitdelamachinecourantcontinuestlesigedunef..m.E:

E = K

E f.e.m.(voltsV)K constantequidpenddescaractristiquesdefabricationdumoteur:nombresdespires,nombredeples,

inclinaisondesencoches, fluxmagntiquemaximumtraversantlesenroulementsdelinduit(WebersWb). vitessederotationdurotor(rad.s1).

5 CouplelectromagntiqueUnconducteurparcouruparuncourantlectriqueetplacdansunchampmagntiquesubitla:

forcedeLaplace

F= I.

rl rB.

Surceprincipelerotordelamachinepossdeuncouplequelonnommeracouplelectromagntique.

Tem = KF I

Tem couplelectromagntique(N.m).K voirparagraphe1.4. voirparagraphe1.4. courantdanslinduit(rotor)(A).

6 ConservationdelnergieLa puissance lectromagntique est la partie de la puissance lectrique de la machine,convertieenpuissancemcanique.



Pem puissancelectromagntique(W).

7 RversibilitUne mmemachine pourra fonctionner en moteur ou en gnratrice. On dit quelle estrversible.

moteurLamachinecourantcontinuestrversible.

gnratrice

8 FluxmagntiqueLechampmagntiqueinducteuretsonfluxtraverslesspiresdelinduitpeuventtreproduitdedeuxfaonsdiffrentes:1. ParunbobinagealimentparunesourcedetensionUeetparcouruparuncourantIedit

courantdexcitation.Danscecaslefluxpeuttremodifi.IlestproportionnelaucourantdexcitationIe.

2. Pardesaimantspermanents.Danscecas,lefluxestconstantetnepeuttremodifi.

9 ModlequivalentdelinduitLinduitvaprsenterunef.e.m.EetsarsistancedebobinageR.

U = E + RI

E f.e.m.dularotationdanslechampinducteur(V).R rsistancedesenroulements().U tensiondalimentationdelinduit(V). courantdanslinduit(A).



10 ModlequivalentdelinducteurValableuniquementdanslecasolinducteurestbobin(voir1.8.1).Lebobinageinducteuralimentsoustensioncontinueneprsentequesarsistancedebobinage.

Ue = re Ie

re rsistancedelenroulementinducteur().Ue Tensiondalimentationdelinducteur(V).Ie courantdanslinducteur(A).

11 ExcitationindpendanteCemoteurestappelmoteurexcitationindpendantecarilnyaaucunlienlectriqueenlinduitetlinducteur.

LesalimentationsUetUesontgalementindpendantes.

12 RglagedelavitessederotationE = K = U RI =

U RIK avecR.IpetitdevantU.

Lavitessedpendessentiellementdela tensiondalimentationUdelinduit.

Lesensderotationdpend:dusensduflux,doncdusensducourantdexcitationIe;dusensducourantdinduitI.

13 InventairedesdiffrentespertesPertes Pertesmagntiquespfer

oupertesferromagntiquesoupertesfer

PertespareffetjoulepJ

Pertesmcaniquespmca



Causes Ellessontdueslhystrsis(champrmanent)etauxcourantsdeFoucault(courantinduitdanslefer)etdpendentdeBetde .

Pertesdanslinduitetlinducteur,duesauxrsistancesdesbobinages.

Ellessontduesauxfrottementsdesdiversespicesenmouvement.

Parades Utilisationdematriauxcyclestroits,commeleferausiliciumetlefeuilletagedelinduit.

Ilfautsurtoutviterlchauffementparventilation.

Utilisationderoulementsetdelubrifiants.

14 Pertescollectivespc

pC = p fer + pm ca

Cespertessontditesconstantesoucollectives.Cestdirequesilemoteurtravaillevitesseetfluxconstants,lespertesferetmcaniquessontapproximativementconstantes.Ellesnevarientpasaveclacharge.

15 CoupledeperteTp

TP =pCW

Afluxconstant,pCestproportionnel ,donc

pc = cste Wet

Tp =pCW

=cste W

W= cste .

Lemomentducoupledepertesestunecaractristiqueconstantedumoteurquellequesoitla vitesse.

16 Puissancetotaleabsorbe

IlsagitdepuissancelectriquePa=Painduit+Painducteur

Pa =U.I +Ue .IePoursimplifier,onappelleraPainducteur,PaeetPainduit,Pai.

17 PuissancelinducteurLinducteurtantdupointdevuelectriqueunesimplersistance,toutelnergiequilabsorbeetdissipepareffetjoule.

Ilsagitdepuissancelectrique.

Pae = p je

Ue .Ie = re Ie2

Au16,jaiappel,Pae,Painducteur.LindiceedePae,Ie,...signifieexcitation.Cestainsiquelonnommeparfoislinducteur.

18 Pertestotalepareffetjoulepj=pjinduit+pjinducteur

p j = R.I2 + re .Ie

2= R.I2 + Pae



19 PuissanceutileIlsagitdunepuissancemcaniquederotation.

Pu = Tu W

Tu coupleutile(N.m)

20 Bilandespuissances

Bilancomplet

Pa = Pu + p j + pc

Bilanintermdiaire

Pu = Pem - pc

21 FonctionnementvidebilandespuissancesLemoteurnentranepasdecharge,lecoupleetlapuissanceutilessontdoncnuls.

Lespertescollectivespcdpendentdelavitessederotationetdufluxmagntique.Cesdeuxgrandeursrestentidentiquesvideouencharge.Bilancompletvide

Pa0 = p j 0 + pc

Soit

pc = Pa0 - p j 0Lespertescollectivespeuvent sedduiredunessaivide.

22 Caractristiquemcanique

Tu couplemcaniqueutileensortiedarbre(N.m).



LatensiondalimentationUestconstante.

Lecoupledentranementvadpendredelachargedumoteur.Onobservequelavitessevarietrspeuaveclecoupleetdonclacharge.

Conclusion:Latensiondalimentationdelinduitimposelavitessederotation

.

LachargedecouplersistantTrimposelavaleurducourant.

23 PointdefonctionnementUnechargeopposeaumoteuruncouplersistantTr.Pourquelemoteurpuisseentranercettecharge,ildoitfourniruncoupleutileTudetelque:

Tu = TrCestlepointdefonctionnement delensemblemoteur+charge

24 CouplesSiondiviselarelation

Pu = Pem - pc parlavitesse,onobtient:

Tu = Tem - Tp

25 RendementDufaitdecesdiffrentespertes,lerendementdunemachinecourantcontinuvarieentre80 et95%.

25.1 MesuredirecteCettemthodeconsistemesurerPaetPu.

= PuPa

=Tu .W

U.I +Ue .Ie



25.2 MthodedespertessparesCettemthodeconsistefairedesessaispourvaluerlesdiffrentespertes.

= PuPa

=Pa - pertes

Pa

26 Emploietidentification

MoteurexcitationindpendanteCemoteurestcaractrisparunevitesserglablepartensionetindpendantedelacharge.Enassociationavecunconvertisseurstatique(hacheur)fournissantunetensionrglable,lavitessepeutvariersurunlargedomaine.Ilfournituncoupleimportantfaiblevitesse(machinesoutils,levage).Enpetitepuissance,ilestsouventutilisenasservissementavecunergulationdevitesse.

MoteurexcitationensrieCemoteurpossdeunfortcouplededmarrage.Ilconvienttrsbiendansledomainedesfortespuissances(110MW)pourobtenirunfonctionnementsatisfaisantenfaiblevitesse(traction,laminoirs).Enpetitepuissanceilestemploycommedmarreurdesmoteursexplosion.

RemarqueDepartsesdifficultsderalisationetsoncotdentretientlemoteurcourantcontinutenddisparatredansledomainedesfortespuissancespourtreremplacparlemoteursynchroneautopilot(oumoteurautosynchrone).

Identification

Exemple:LSK1604indiquelasrieLSK;160dehauteurdaxe;4ples.PuissanceutilePu=36,3kW1150trs.min1

Couplenominal:Tu=301N.mTensionnominale:U=440VCourantdinduit:I=95,5ATensiondinducteur:Ue=360VCourantdinducteur:Ie=3A


1Conversion dnergie2Symbole3Constitution4Force lectromotrice5Couple lectromagntique6Conservation de lnergie7Rversibilit8Flux magntique9Modle quivalent de linduit10Modle quivalent de linducteur11Excitation indpendante12Rglage de la vitesse de rotation13Inventaire des diffrentes pertes14Pertes collectives pc15Couple de perte Tp16Puissance totale absorbe17Puissance linducteur18Pertes totale par effet joule19Puissance utile20Bilan des puissances21Fonctionnement vide bilan des puissances22Caractristique mcanique23Point de fonctionnement24Couples25Rendement25.1Mesure directe25.2Mthode des pertes spares

26Emploi et identification

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