Faculté des sciences de Tétouan Moteurs et conversions

Faculté des sciences de Tétouan
Moteurs et conversions électromécaniques
Exercices de révision et d’application
Mars-juin 2009. J Diouri
1. Un électroaimant est placé vis -à-vis d’un aimant permanant comme l’indique la
figure 1. Avec la polarité indiquée, y aura-il attraction ou répulsion ? Et si on
intervertissait les bornes de la bobine ?
Figure 1.
2. Deux électroaimants A et B branchés en série sur une source de 60V comme sur la
figure 2. La résistance de la bobine A (2000 spires) est de 50  , celle de B (800 spires),
70  .
Figure 2.
Déterminer :
a) La FMM de chacune des bobines
b) La puissance dissipée dans chaque bobine
c) Si les 2 bobines ont les mêmes dimensions, laquelle atteindra la plus haute
température ?
d) Y a-t-il attraction ou répulsion entre les 2 électroaimants ?
3. Pourquoi un électroaimant raccordé à une source de tension fixe devient -il moins
puissant à mesure que sa bobine s’échauffe ?
4. La bobine d’un électroaimant est constituée de 5000 spires de fil de diamètre 10
mm 2 , et elle est construite pour une tension nominale de 120V. Sa résistance est 120 
S’il fallait la rebobiner pour qu’elle garde les mêmes propriétés magnétiques et
thermiques sous une tension de 6 V, quel devrait être le nouveau diamètre du fil, le
nombre de spires et la nouvelle dimension de la bobine ?
5. Chacun des 36 pôles d’un alternateur de 500 MVA est composé de 21 spires de
cuivre ayant une section de 11x88 mm 2 . Les bobines ont une largeur de 700 mm et une
longueur de 3100 mm (Figure 3). Sachant que le courant d’excitation est de 2400 A et
que les pôles sont raccordés en série, calculer :
a) La FMM par pôle
b) La tension d’excitation requise si la température des bobines est de 105° C
c) La puissance d’excitation en kW.
Figure 5.
On donne la résistivité du cuivre : 1,7 10 - 8  .m et le coefficient thermique   3,9.10 3
6. Calculer le flux dans le noyau en acier coulé des figures 6a et 6b. Le noyau a une
section de 30 cm2 et une longueur de 40 cm. Les bobines X et Y comptent 20 spires et
les courants sont respectivement de 70A et 30A.
Figure 6a
Figure 6b
7. L’électroaimant en fer à cheval de la figure 7 a les caractéristiques suivantes :
Nombre de spi res par bobine : 150
Longueur du fer à cheval (en acier coulé) : 250 mm
Longueur de l’armature (en acier au silicium) : 50 mm
Section du fer à cheval, de l’armature et de chaque entrefer :100 m m 2
Longueur de chaque entrefer : 1 mm
On désire créer une densi té de flux de 1,4 Tesla dans l’entrefer. Calculer le courant
d’excitation requis.
Figure 7
8. Calculer l’énergie emmagasinée dans les deux entrefers (Figure 8) si la densité du
flux est de 1,2 T. Calculer la valeur de la force d’attraction F que l’éle ctroaimant
exerce sur son armature
Figure 8
9. Un aimant permanent en AlNiCo possède les dimensions de la figure 9. Les pièces
polaires sont en fer doux et servent à canaliser le flux vers l’entrefer. On suppose que
la largeur de l’entrefer est variable. Calculer la FMM développée par l’aimant lorsque
le flux vaut 19,2 mWb puis 3,2 mWb. On donne la courbe de désaimantation de
l’AlNiCo qui montre que la taille de l’entrefer détermine les valeurs de B et H.
Figure 9
10. La figure 10 représ ente un moteur électrique. Le cylindre porte 100 conducteurs (50
spires) parcourus par un courant de 100A. Avec les données de la figure, calculer la
force agissant sur chaque conducteur et le couple résultant.
Figure 10
11. La bobine de soufflage de la figure 11 produit une densité de flux de 50 mT
lorsqu’elle porte le courant nominal de 120 A. Lors d’un court circuit, le courant monte
à 6000 A et le disjoncteur ouvre ses contacts. Calculer la force agissant sur l’arc
électrique lorsque sa longueur est de 10 mm.
Figure 11.
12. La bobine du haut parleur de la figure 12 comprend 2000 spires portant un courant
de 100 mA. Si le diamètre de la bobine est de 25 mm, calculer la force transmise au
diaphragme sachant que la densité de flux produite par l’aima nt est de 0.6 T.
Figure 12