1

La variation de vitesse de la machine à courant continu

g LES PRINCIPES DE LA MACHINE A COURANT CONTINU

g LES CONVERTISSEURS STATIQUES

g L ’ARCHITECTURE DE COMMANDE DES ENSEMBLES CONVERTISSEUR/MACHINE

Les principes de la machine àcourant continu

g Constitution

g Principe

g Technologie

g Equations de fonctionnement

g Caractéristiques électromécaniques

g Principe des dispositifs d ’alimentation

Soit un aimant permanent produisant un champ d ’excitation Be et une spire parcourue par un

courant continu produisant un champ Bi.

qu'observe-t-on ?

Principe élémentaire

NS

N

S

Bi

Be

Réponse:

N

S

BiBe

N

S

Un effort d'attraction

Mais le mouvement reste limité à cette nouvelle position stable.

Il faut malgré le mouvement produit, maintenir le décalage des 2 champs pour entretenir un effort d’attraction continu et ainsi produire une rotation.

Conclusion:

Comment ?

-Le champ d’excitation Be doit tourner si le champ d’induit Bi tourne.

-Le champ d’induit Bi doit rester fixe si le champ d’excitation Be est fixe.

Les deux types de machine à champs couplés

Bi

BeN

S

N S

-Le champ d’excitation Be doit tourner si le champ d’induit Bi tourne.

NS

N

S

Bi

Be

-Le champ d’induit Bi doit rester fixe si le champ d’excitation Be est fixe.

Principe des machines à champ tournant par courants alternatifs.

Principe des machines à champ fixe par courant continu et aiguillage de ce courant.

FonctionnementCréation de couple moteur

B

Ω

I

I

Forces de Laplace BIlFrrr

∧= L’imposition d’un courant dans la spire crée un couple moteur

FonctionnementProduction d’une f.e.m.

Ω

BSpire de surface S

Champ magnétique uniforme d’induction B

Vitesse de rotation constante Ω

θcos SB=Φ

e

tin dt

in ΩΩ==Φ

−= sSBdsSBdtde θθ

2

FonctionnementGéométrie réelle

Bθ

Nécessité d’un support en rotation pour la spire : le rotor

FonctionnementLe collecteur

U(t)

θ

θ1 θ2

la tension dans une spire est alternative

Solution: un redresseur mécanique

Lames métalliques assurant le contact

électrique avec les spires

Balais en graphite “collectant“ les tensions

des spires en rotation

U(t)

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Faire tourner de +22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi1

Faire tourner de +22,5°

Faire tourner de -22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Faire tourner de +22,5°

Faire tourner de -22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Faire tourner de +22,5°

Faire tourner de -22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

3

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Faire tourner de +22,5°

Faire tourner de -22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Faire tourner de +22,5°

Faire tourner de -22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Faire tourner de +22,5°

Faire tourner de -22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Faire tourner de +22,5°

Faire tourner de -22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi1

Faire tourner de +22,5°

Faire tourner de -22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Faire tourner de +22,5°

Faire tourner de -22,5°

− θ représente l’angle entre les axes magnétiques du champ Bi d’induit et Be de l’inducteur.

− On admet que le couple électromagnétique résultant de ces deux champs en présence varie avec le sinus de l’angle θ.

4

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Faire tourner de -22,5°

Pour aller plus loin…

Principe d ’aiguillage du courant d ’induit

Be

θ

Couple

Bi

1

Pour aller plus loin…

-Comment pourrait-on réduire l’ondulation du couple ?

-Quelle est l’influence de la position des balais sur le fonctionnement ?

Inducteur Deux types d ’excitation sont utilisées, soit :

- à aimants permanents. Les pertes joules sont supprimées mais l ’excitation magnétique est fixe. Dans les grosses machines, le coût des aimants pénalise cette solution.

- à enroulements et pièces polaires. Le réglage de l ’excitation rend possible le fonctionnement en survitesse. Pour les grosses machines, le montage de pôles auxiliairesaméliore la commutation du courant dans les conducteurs de l ’induit.

Vue en coupe

Boîte à bornes

VentilateurInduit bobiné Inducteur

Balais

Collecteur

Inducteur Deux types d ’excitation sont utilisées, soit :

- à aimants permanents. Les pertes joules sont supprimées mais l ’excitation magnétique est fixe. Dans les grosses machines, le coût des aimants pénalise cette solution.

- à enroulements et pièces polaires. Le réglage de l ’excitation rend possible le fonctionnement en survitesse. Pour les grosses machines, le montage de pôles auxiliairesaméliore la commutation du courant dans les conducteurs de l ’induit.

Induit bobiné

Les bobines de l ’induit sont logées dans des encoches fermées par des cales. Un frettage assure la tenue aux efforts centrifuges.

Les bobines sont brasées aux lames du collecteur et mises en série. On note l ’importance des têtes de bobines et du collecteur ( partie inactive )sur la longueur de la machine.

Le champ inducteur vu par l’induit au cours d’un tour est variable. Il faudra feuilleter le rotor afin de réduire les pertes fer de l’induit.

Il est donc constitué de tôles circulaires isolées et empilées sur l’arbre de façon à obtenir le cylindre d’induit. Ces tôles sont en acier au silicium et isolées par vernis.

5

BalaisLes balais assurent la liaison électrique ( contact

glissant ) entre la partie fixe et la partie tournante. Pour des machines de forte puissance, la mise en parallèle des balais est alors nécessaire.

Pour des raisons d’économie, ils doivent avoir une durée de vie aussi longue que possible et assurer un bon contact électrique. Différentes technologies existent : les balais au charbon dur, les graphitiques, les électro-graphitiques, et les métallo-graphitiques. On peut considérer que dans un contact glissant les pertes sont de nature mécanique à 35% et de nature électrique à 65%.

Collecteur

Le collecteur a pour fonction d’assurer la commutation du courant d’alimentation dans les conducteurs de l’induit.

Il est essentiellement constitué par une juxtaposition cylindrique de lames de cuivre séparées par des lames isolantes. Chaque lame est reliée électriquement au bobinage induit.

Le collecteur est le constituant critique des machines à courant continu car ses lames sont soumises aux efforts centrifuge et assemblées manuellement.

Son usure consécutive du frottement des balais nécessite un démontage et un ré-usinage périodiques.

De plus, il accroît de 20 à 30% la longueur totale de la machine.

Collecteur

collecteur

balais

Organisation matérielleVue en coupe

bobinage inducteurparcouru par le courant d’excitation

bobinage induit.parcouru par le courant d’induit.

stator(ferromagnétique)

rotor (ferromagnétique)

pôle

lignes dechamps

ligne neutre

corne polaire

Organisation matérielleVue éclatée générale

Roulements

Roulements

Flasque palier côté bout d’arbre

Turbine de ventilationCollecteur

Induit Stator

Balais etPorte-balais

Flasque palier côté collecteur

Porte de visite

Borne

Plaque à borne didactique

Anneau de manutention

Equations de fonctionnement

RR LR L Ei

U

R L E

EdtdiLRiU ++=

E=k…

Mi

Uie

CeΩ

Cr

J

Mi

Uie

CemΩ

Mi

Uie

Cem= k…

Cem= k i…

Cem= k i Φe

dtdJCrCem Ω=−

E=k Ω …

E=k ΩΦe

6

Equations de fonctionnementEn résumé:

i

Uie

CeΩ

Cr

J

RLE

Les équations qui caractérisent la machine à courant continu sont :

1°)

2°) E=k ΩΦe

3°) Cem= k i Φe

4°)

EdtdiLRiU ++=

dtdJCrCem Ω=−

Caractéristiques électro-mécaniquesDans un problème de motorisation, la charge entraînée impose au moteur de développer un couple

électromagnétique Cem et une vitesse Ω adaptés aux nécessités de fonctionnement.

Il est donc nécessaire pour un moteur donné, de définir l’ensemble des points de fonctionnement atteignables.

CemIkCem Φ=

Ω

Φ−=Ω k

RIU

KICem =

CemKR

KU 2−=Ω

Avec K= k Φnominal

Dans la pratique, on maximise le couple Cem par ampère en donnant au flux d’excitation sa valeur nominale, soit Φ= Φnominal.

Caractéristiques électro-mécaniquesCem

Ω

In

-In

Cem=K In

I1

-I1

Cem=KI1

I2

-I2

Cem=K I2

Caractéristiques électro-mécaniquesCem

Ω

In

-In

Cem=KInU2-U2

Ω−= RK

URKCem

2 2

U1-U1

Ω−= RK

URKCem

2 1

Caractéristiques électro-mécaniquesCem

Ω

In

-In

Cem=KInUn-Un

Un domaine fermé définit l’ensemble des couples ( Cem, Ω ) possibles pour une machine donnée.

Ω−= RK

nURKCem

2

Question :

Quelle est la nature du fonctionnement correspondant aux quatre points d’intersection des droites limites ?

Un

Principe des dispositifs d’alimentationCem

Ω

In

-In

Un-Un

CΩ>0

Fonctionnementen moteur avant

++U>0 Ω>0

UΩ

I>0 C>0

ICem

Quadrant 1

Les conventions de sens courant et de rotation sont en bleu.

Le dispositif d’alimentation fournit une puissance électrique.

7

Principe des dispositifs d’alimentationCem

Ω

In

-In

Un-Un

CΩ<0

Fonctionnement en génératrice arrière

++U<0 Ω<0

UΩ

I>0 C>0

ICem

Quadrant 2

Les conventions de sens courant et de rotation sont en bleu.

Le dispositif d’alimentation reçoit une puissance électrique.

Principe des dispositifs d’alimentationCem

Ω

In

-In

Un-Un

CΩ>0

Fonctionnementen moteur arrière

++

U<0 Ω<0

UΩ

I<0 C<0

ICem

Quadrant 3

Les conventions de sens courant et de rotation sont en bleu.

Le dispositif d’alimentation fournit une puissance électrique.

Principe des dispositifs d’alimentationCem

Ω

In

-In

Un-Un

CΩ<0

Fonctionnement en génératrice avant

++

U>0 Ω>0

UΩ

I<0 C<0

ICem

Quadrant 4

Les conventions de sens courant et de rotation sont en bleu.

Le dispositif d’alimentation reçoit une puissance électrique.

Quadrants de fonctionnementΓu

Ω

U<0I>0

Génératrice

4v

U>0I<0

Génératrice

2

v

U>0I>0

1v Moteur

U<0I<0

Moteur

3

v

Principe des dispositifs d’alimentationCem

Ω

In

-In

Un-Un

++

ΩI

CemU

Fonctionnement en moteur avant

Quadrant 1

M++

ΩI

CemU

Fonctionnement en génératrice arrière

Quadrant 2

G

++

ΩI

CemU

Fonctionnement en moteur arrière

Quadrant 3

M ++

ΩI

CemU

Fonctionnement en génératrice avant

Quadrant 4

G

Pour passer des quadrants Q1 Q4 ou Q2 Q3 le dispositif d’alimentation devra être réversible en courant.

Pour passer des quadrants Q1 Q2 ou Q3 Q4 le dispositif d’alimentation devra être réversible en tension.

Conclusion

Bilan énergétique du moteur

Pa = U I

Pe=

E I=

Γe Ω

Pu = Γu Ω

pe = Re Ie2 pj = R I2 pfer pméca

absorbée par l’induit

pertes Joulede l’induit

Puissance électromagnétique

dans le rotor(l’induit)

frottementset ventilation

Puissancemécanique utile

pertes Joulede l’inducteur

absorbée par le moteur

Pfer+méca = Γe Ω - Γu Ω = Γp Ω

8

Pertes fer et mécaniques

Pa = U I

Pe=

E I=

Γe Ω

Pu = Γu Ω

pe = Re Ie2 pj = R I2 pfer pméca

222mFmHfer BnKnBKp +=

Hystérésis courants de Foucault

frottements secs

frottements fluides

2 Ω+Ω= fsm kkp

2 Ω+Ω=+ BAp ferméca

ΩΓ= p

Ω+=Γ BAp

Les convertisseurs statiques

g SOURCE D’ALIMENTATION ALTERNATIVE

Non traité

Redresseur/onduleur à logique d’inversion

g SOURCE D’ALIMENTATION CONTINUE

Hacheur en pont complet

Source d’alimentation alternativeRedresseur/ Onduleur à logique d’inversion

R

1 32Réseau

Im

Um

R

E

MCC

Pour que la machine évolue dans les quatre quadrants, le dispositif de conversion alternatif/continu devra être:

-réversible en tension ( marche avant ou arrière ).

-réversible en courant ( fonctionnement moteur ou générateur ).

Question : Comment réaliser la conversion alternatif/continu ?

-Avec un pont de Graëtz à thyristor.

Source d’alimentation alternativeRedresseur/ Onduleur à logique d’inversion

R

Schéma de principe:

1 32Réseau

Im

Um

R

E

MCCI pont 1

Upont 1E,Ω

C, Im

Moteur

avant

Génératrice

arrière

Question : Comment réaliser la réversibilité en courant ?

-En ajoutant un deuxième pont de Graëtz en anti-parallèle.

La nature unidirectionnelle des thyristors du pont 1 impose:

Im = I pont1 avec Im > 0

Lorsque le convertisseur fonctionne en redresseur, Um = Upont 1 avec Um > 0

« Le réseau alimente la machine »

Lorsque le convertisseur fonctionne en onduleur, Um = Upont 1 avec Um < 0

« La machine alimente le réseau »

Source d’alimentation alternativeRedresseur/ Onduleur à logique d’inversion

R

Schéma de principe:

1 32

I pont 2

Upont 2Réseau

Im

Um

R

E

MCCI pont 1

Upont 1

E,Ω

C, Im

Moteur

avant

Génératrice

arrière

Génératrice

avant

Moteur

arrière

Source d’alimentation alternativeRedresseur/ Onduleur à logique d’inversion

1 32Réseau R

E

MCC

COMMANDEPONT 1

COMMANDEPONT 2 Mesure

courant

Référence

courant

Régulateur

de courant

Validation

pont1/pont2

9

Source d’alimentation alternativeRedresseur/ Onduleur à logique d’inversion

ET

ET

S

R

Q

τtemporisation4 à 5 msec

monostable valeurabsolue

valeur mini

détectionseuil mini

détectionchoix pont

Mesurecourantmoteur

Référencecourantmoteur

Validationpont1

S

R

QValidation

pont2 monostable

autorisation changement pont

Source d’alimentation alternativeRedresseur/ Onduleur à logique d’inversion

C, Im

E,Ω

Upont 1<0

Onduleur

Upont 2>0

Onduleur

Upont 1>0

Redresseur

Upont 2<0

Redresseur

R

E

MCC

1 32

I pont 1

Upont 1

I pont 2

Upont 2

RéseauIm

Um

Source d’alimentation continue

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

Un fonctionnement dans les 4 quadrants du plan couple/vitesse nécessitent 4 interrupteurs. Ils autorisent l’alimentation du moteur sous une tension +Ualim/-Ualim.

L’association parallèle transistor-diode leur confère la réversibilité en courant nécessaire au fonctionnement dans les 4 quadrants.

Fonctionnement :

Configuration 1

Configuration 2

Configuration 3

Configuration 4

Les relevés…

Source d’alimentation continue

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

Configuration 1

M

Cem

ΩM

T1, T4 fermés

T2, T3 ouverts

D1, D4 ouvertes

D2, D3 ouvertes

T1

T2 T4

T3D1

D4D2

D3

Source d’alimentation continue

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

Configuration 2

G

Cem

ΩG

T1, T4 ouverts

T2, T3 ouverts

D1, D4 ouvertes

D2, D3 fermées

T1

T2 T4

T3D1

D4D2

D3

Source d’alimentation continue

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

Configuration 3

M

Cem

Ω

M

T1, T4 ouverts

T2, T3 fermés

D1, D4 ouvertes

D2, D3 ouvertes

T1

T2 T4

T3D1

D4D2

D3

10

Source d’alimentation continue

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

Configuration 4

G

Cem

Ω

G

T1, T4 ouverts

T2, T3 ouverts

D1, D4 fermées

D2, D3 ouvertes

T1

T2 T4

T3D1

D4D2

D3

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

MOTEUR AVANT GENERATRICE AVANT

Marche avant avec hacheur

Suite…

Marche arrière avec hacheur

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

UalimU

I

fm1

fm2

fm3

fm4

MOTEUR ARRIERE GENERATRICE ARRIERE

Architecture de commande

CONVERTISSEURD'ALIMENTATION

DU MOTEURM

RESEAU

commande

Iinduit

Uinduit

charge

nmoteur

Couple résistant

Alimentation en tensionUn convertisseur transforme le réseau

triphasée en une source de tension continue réglable.

Un signal de commande détermine l’amplitude de cette tension continue.

Appliquée à l’induit de la MCC, cette tension détermine l’évolution du courant.

Le couple moteur engendré, détermine alors l’évolution de la vitesse de la ligne d’arbre.

Un convertisseur transforme le réseau triphasée en une source de tension continue réglable.

Un signal de commande détermine l’amplitude de cette tension continue.

Appliquée à l’induit de la MCC, cette tension détermine l’évolution du courant.

Le couple moteur engendré, détermine alors l’évolution de la vitesse de la ligne d’arbre.

Relevé du démarrage et de la mise en charge du moteur

Architecture de commande

0 500.0m

500.0

125.0m 250.0m 375.0m

0

250.0

Uinduit

nmoteur/10

Couple résistantIinduit

Surintensité

Survitesse

Question : Comment supprimer la surintensité transitoire ?

- En alimentant la machine en courant.

Un asservissement de courant impose la commande du convertisseur. Ainsi, l’alimentation progressive en tension de l’induit interdit les surintensités.

Architecture de commande

CONVERTISSEURD'ALIMENTATION

DU MOTEURM

RESEAU

commande

Iinduit

Uinduit

charge

nmoteur

Couple résistant

Système deréglage du

courant I et du couple

moteur

consigne courant

Alimentation en tension contrôlée en courant

Relevé du démarrage et de la mise en charge du moteur

11

Architecture de commande

0 500.0m125.0m 250.0m 375.0m

0

250.0

500.0

nmoteur/10

IinduitCouple résistant

Uinduit

Chute de vitesse

Courant limité

Question : Comment supprimer la chute de vitesse ?

- En contrôlant aussi la vitesse

Un asservissement de vitesse impose la consigne de courant d’induit nécessaire au suivi d’une consigne de vitesse.

Architecture de commande

CONVERTISSEURD'ALIMENTATION

DU MOTEURM

RESEAU

commande

Iinduit

Uinduit

charge

nmoteur

Couple résistant

Système deréglage du

courant I et du couple

moteur

consigne courant

Système deréglage dela vitesse

consigne vitesse

DT

Alimentation en tension contrôlée en vitesse et limitée en courant

Relevé du démarrage et de la mise en charge du moteur

Architecture de commande

0 500.0m125.0m 250.0m 375.0m

0

250.0

500.0

Uinduit

nmoteur/10

Couple résistantIinduit

Courant limité

Vitesse maintenueAsservissement de courant : plus de surintensité

Asservissement de vitesse : plus de chute de vitesse

Calcul de la f.e.m.

B

ΔxVBlerrr

∧=

txlBVBle

ΔΔ

== Sxl Δ=Δ

e =ΔφΔt (φ : flux coupé pour le passage d’une encoche à la suivante)

V

Calcul de la f.e.m.

B

Δθ

e =ΔφΔt

Ω =ΔθΔt

θφ

θφ

ΔΔ

Ω=ΩΔ

Δ=

/e

(e : fem dans un brin)

N brins au totalN

2πθ =Δbrins séparés d’un angle

πΦ

Ω= pepour 1 brin k

p paires de pôles (Φ flux sous un pôle)

pN 2/ Φ

=Δϕ

Calcul de la f.e.m.

B

Δθ

Ω =ΔθΔt

pour 1 brin k

bobinage simple : 2 voies d’enroulement

e1

e2

ek/2

ek

ek-1

e1+k/2

ΦΩ

== ∑=

2

2/

1NpeE

N

kk π

Φ= NnpE(avec n en tr/s) (sous un pôle)

πΦ

Ω= pe

12

Calcul de la f.e.m.

ΦΩ

== ∑=

2

2/

1N

apeE

aN

kk π

Φ= nNapE

(avec n en tr/s)

E

e1

e2

ek/4

ek/2

ek/2-1

e1+k/4

e3k/2

e3k/2-1

e1+k/2

ek

ek-1

e1+3k/2

Cas général: 2a voies d’enroulementpour 1 brin k

πΦ

Ω= pe

Calcul de la f.e.m.Expression complète

Φ= nNapE

p nombre de paires de pôlesa nombre de paires de voies d’enroulementN nombre de conducteurs actifs totaln vitesse de rotation en tr/sΦ flux total vu sous un pôle

avec:

La f.e.m. est proportionnelle à la vitesse de rotation

Couple électromagnétique

Ω=Γ

IEe

IE

Transfert puissance électromagnétique / mécanique

ΩΓ eTransfertD’énergie

forceélectromotrice

courantd’induit

vitesse derotation

coupleélectromagnétique

Ω

Φ=

InNap

INa

p 2

Φ=π

Le couple est proportionnel au courant d’induit

Lois électromagnétiqueLes deux équations fondamentales

ΩΦ= KEIKe Φ=Γ

Réaction magnétique d’induitCourant inducteur seul

I=0

lignes de champ

Réaction magnétique d’induitCourant induit seul

I

lignes de champ

13

Réaction magnétique d’induit

I

lignes de champ

Courant induit et inducteur

le bobinage induit déforme les lignes de champs

augmentationdu champ

diminutiondu champ

Réaction magnétique d’induitcourant inducteur seul

avec lescourants induit

et inducteur

θ

ligne neutre

déplacement dela ligne neutre

Effets de la RMI sur le fonctionnementDiminution de la f.e.m.

B

H∆H ∆H

∆B1

∆B2

H0

B000 ΦΩ== KEE v

A vide:

Φ = Φ0 − ΔΦΔΦΩ−ΦΩ= 0 KKE

ΔΦΩ−= 0 KEEEn charge:

ε−= 0EEε : chûte de tension due à la RMI

crée par courant inducteur seul

crée par courant induit seul

corne polairesaturée

Effets de la RMI sur le fonctionnement

augmentation du flux sousles cornes polaires d’entrée

fonctionnement moteur fonctionnement génératrice

I

FNord SudNord Sud F

Ω Ω

I

augmentation du flux sousles cornes polaires de sortie

Dans les 2 cas, augmentation de la tension entre certaines lames du collecteurdifficulté plus grande de la commutation

Effets de la RMI sur le fonctionnement

Problème identique en fonctionnement moteur

fonctionnement génératrice

Nord SudF

Ω

I

BRMI

BRMI s’oppose au changement du sens du courant dans la spire en commutation

Conducteurs en mouvements

VBle RMI =

déplacement dela ligne neutre

Réaction magnétique d’induitEffets sur le fonctionnement

• Diminution de la f.e.m• Augmentation tension entre lames collecteur• Difficulté de commutation• Possibilité d’instabilité mécanique

14

Compensation de la RMIEnroulements de compensation Encoches polaires

•Bobinés en série avec l’induit•Ils compensent le flux de RMI

•Fentes dans les pièces polaires•Contrarient le trajet des lignes de champ de la RMI