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Chapitre B.3.2.1 Moteur à courant continu LE MOTEUR A COURANT CONTINU I-But Etudier l’influence de la charge sur la vitesse de rotation d’un moteur à courant continu alimenté par une tension constante. Etudier l’influence de la tension d’alimentation sur la vitesse d’un moteur à courant continu. II-Préparation. Remplir le tableau ci-dessous, relevé sur le document constructeur de la machine, fourni en annexe. MOTEUR MAXON Tension nominale : UN = Puissance conseillée : P = Courant permanent max : IMAX = Vitesse maximum : nMAX = Résistance aux bornes : R = Le moteur sera alimenté sous une tension UM = 24 V. On dispose d'une alimentation continue réglable ; par ailleurs le moteur à courant continu sera chargé par une autre machine à courant continue fonctionnant en génératrice, chargée par un rhéostat de 100 . Génératrice Moteur Compléter le schéma ci-dessous en y faisant figurer les diverses connexions et les appareils de mesure (en précisant leur type ) nécessaires à l'alimentation du moteur à courant continu et à la mesure des grandeurs électriques associées. Représenter le rhéostat de charge branché sur la génératrice. I U J. Bernaud & P. Bonis M G 1 Chapitre B.3.2.1 Moteur à courant continu Justification du protocole expérimental de mise en route et d'arrêt du moteur. Augmenter progressivement la tension aux bornes de l’induit jusqu’à sa valeur UM. Réessayer en l’augmentant rapidement. Observer comment le courant I varie au cours du démarrage, lors des deux cas. _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ On rappelle que pour un moteur à courant continu, on a les relations : U = E + R.I et E = k.n avec : E : f.é.m. du moteur ; n : vitesse de rotation du moteur et k = constante de flux du moteur. Que vaudrait, au démarrage, l’intensité du courant absorbé par l'induit si l'on démarrait directement sous la tension UM ? _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________________________________________________________ De quelle manière doit-on mettre sous tension le moteur ? Justifier la réponse. Même question pour la mise hors tension de l'ensemble. La réponse à cette question constitue le protocole recherché. _____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ III. Expérimentation Démarrage du moteur Démarrer le moteur selon le protocole établi ci-dessus. Si une modification du montage s’avère nécessaire, ne l’effectuer qu’après avoir mis l’ensemble hors tension de la manière indiquée dans le protocole d’arrêt ci-dessus. Faire vérifier avant de redémarrer le moteur. 1) Sens de rotation du moteur Comment inverser le sens de rotation du moteur ? Justifier la réponse et la vérifier expérimentalement. __________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ J. Bernaud & P. Bonis 2 Chapitre B.3.2.1 Moteur à courant continu Fonctionnement sous tension d’induit constante et charge variable Relevé de I = f(n) à U =UM = cte. 2) A l’aide du rhéostat, faire varier le moment Tr du couple résistant et relever une dizaine de points répartis sur la plage de variation de I donc de I = IV à I = IM. IV étant la valeur du courant lors du fonctionnement du moteur à vide, correspond à la zone grisée dans le tableau. Ne pas dépasser I=IM , maintenir U = UM = constante. I (A) n(tr.mn-1) 3) Même étude pour U =2.UM/3. a)Remplir le tableau suivant : I’(A) n’(tr.mn-1) IV. Exploitation des résultats b) tracer sur un même graphe les deux caractéristiques I = f(n ). c) déterminer graphiquement les fréquences de rotation « à vide » nV et n’V. __________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ d) déterminer graphiquement les valeurs Iv et I’v des courants absorbés par l’induit à vide. ____________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ e) On désire obtenir le courant IMAX pour une vitesse de rotation n = n’V. Tracer la caractéristique I = f(n) contenant ce point de fonctionnement. Déterminer expérimentalement à quelle tension U elle correspond. __________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ f) en utilisant l’équation théorique reliant I et n, déterminer à l’aide des graphes la constante de flux k du moteur. __________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ J. Bernaud & P. Bonis 3
