Faculté des sciences de Tétouan Moteurs et conversions

Faculté des sciences de Tétouan
Moteurs et conversions électromécaniques Exercices de révision et dapplication
Mars-juin 2009. J Diouri
1. Un électroaimant est placé vis-à-vis dun aimant permanant comme lindique 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 séchauffe ?
4. La bobine dun électroaimant est constituée de 5000 spires de fil de diamètre 10
mm2, et elle est construite pour une tension nominale de 120V. Sa résistance est 120
Sil fallait la rebobiner pour quelle garde les mêmes propriétés magnétiques et
thermiques sous une tension de 6V, quel devrait être le nouveau diamètre du fil, le
nombre de spires et la nouvelle dimension de la bobine ?
5. Chacun des 36 pôles dun alternateur de 500 MVA est composé de 21 spires de
cuivre ayant une section de 11x88 mm2. Les bobines ont une largeur de 700 mm et une
longueur de 3100 mm (Figure 3). Sachant que le courant dexcitation est de 2400 A et
que les pôles sont raccordés en série, calculer :
a) La FMM par pôle
b) La tension dexcitation requise si la température des bobines est de 105° C
c) La puissance dexcitation en kW.
Figure 5.
On donne la résistivité du cuivre : 1,7 10-8
.m et le coefficient thermique
3
10 .9,3
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. Lélectroaimant en fer à cheval de la figure 7 a les caractéristiques suivantes :
Nombre de spires par bobine : 150
Longueur du fer à cheval (en acier coulé) : 250 mm
Longueur de larmature (en acier au silicium) : 50 mm
Section du fer à cheval, de larmature et de chaque entrefer :100mm2
Longueur de chaque entrefer : 1 mm
On désire créer une densité de flux de 1,4 Tesla dans lentrefer. Calculer le courant
dexcitation requis.
Figure 7
8. Calculer lénergie emmagasinée dans les deux entrefers (Figure 8) si la densité du
flux est de 1,2 T. Calculer la valeur de la force dattraction F que léle 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 lentrefer. On suppose que
la largeur de lentrefer est variable. Calculer la FMM développée par laimant lorsque
le flux vaut 19,2 mWb puis 3,2 mWb. On donne la courbe de désaimantation de
lAlNiCo qui montre que la taille de lentrefer détermine les valeurs de B et H.
Figure 9
10. La figure 10 représente 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
lorsquelle porte le courant nominal de 120 A. Lors dun court circuit, le courant monte
à 6000 A et le disjoncteur ouvre ses contacts. Calculer la force agissant sur larc
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 laima nt est de 0.6 T.
Figure 12
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