Introduction:

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Introduction:
L'excitation qui on va étudier, c'est lorsque la source d’excitation est en
parallèle avec l’induit (l'excitation shunt):
Comme il se détermine dans le schéma suivant
On a donc Ich +Iex =Ia
Couple électromagnétique
Exemple pour une spire : les deux brins d’une spire placées dans le
champ magnétique B , subissent des forces de Laplace F 1 et F 2
formant un couple de force
(F1  F2 I l B).
Pour une spire : :2rF 2rlBI SBI I
Couple électromagnétique: η KI en Newtons.mètres (N.m)
Puissance électromagnétique
Si l’induit présente une f.é.m. E et s’il est parcouru par le courant I, il reçoit
une puissance électromagnétique Pem = E . I
Sens de rotation: pour changer le sens de rotation d’un moteur à courant
continu, il faut inverser soit I, soit Ie.
Comme pour le moteur à excitation série I=Ie, pour changer son sens de
rotation il faut inverser la connexion entre l’inducteur et l’induit.
Rendement: il détermine la qualité du fonctionnement de la machine
c'est-à-dire elle consomme moins d'énergie et moins perte pour bon
fonctionnement
Il définie par la relation suivante : R =
absorbé
util
PP
/ P: puissance
But de TP:
Caractéristique à relève
a_ Amorçage de la génératrice shunt auto-excitée.
b_ Caractéristique externe U=ƒ(I) pour n=nnominale=const.
et Rexcitation=const.
c_ Caractéristique de réglage et Caractéristique du rendement
Iex= ƒ (I) pour n=nnominale=const. et U=Unominale=const.
η= ƒ (P2) pour n=nnominale=const. et U=Unominale=const.
(avec P2 la puissance de sortie).
Principe:
Une génératrice à auto excitation assure elle-même son excitation en
prélevant une faible partie du courant généré par l'induit. L'enroulement
inducteur est branché en dérivation sur l'induit.

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Manipulation et Analyse:
On a monté le circuit pour le moteur synchrone et le circuit d'excitation
suivant de la génératrice.
On a vérifié que la résistance du rhéostat du champ est au maximum et
que tous les interrupteurs de résistance de charge soient baissés.
A_ On a met sous tension et démarré le moteur synchrone, puis on a
vérifié l'indication du voltmètre V.
On a remarque que la tension. . . . . . . . . .augmentée
Donc les deux premières conditions d'amorçage . . . . . . . . . . respectées.
1. il existe dans la machine un flux magnétique rémanent par les
manipulations présidentes.
2. le flux magnétique crée par le courant d'excitation. . . . . . . . .le même
sens que le flux magnétique rémanent.
__ On a diminué la résistance du rhéostat de champ pour augmenter
iex et la tension au bornes de la génératrice, car la résistance total
du circuit d'excitation doit être inférieur à la résistance critique
Pour amorcer la génératrice et relever ces caractéristiques.
B_ On a fermé les interrupteurs (3x110, 440 et 880 Ω) pour avoir une
résistance de 32.6 Ω ce qui correspond à la charge nominale de la
génératrice, et ajusté la tension d'induit à 220Volt en tournant le bouton
de réglage de rhéostat de champ shunt.
On a ajusté la résistance de charge à chacune des valeurs données
Puis on a mesuré et noté U et I pour chaque valeur de la résistance de
charge. Les résultats qu'on a obtenus sont affichées dans le tableau
suivant :

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Résistance
I(A)
U(v)
∆V%
Rch (Ω)
Aucune
∞
110
110
220
220
110 et 220
73
2x110
55
3 x 110
37
3x110, 440, 880
32.6
3x110, 2x220
27.5
3x110, 3x220, 440
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_ Le tracement du graphe U=ƒ(I) -sur le papier millimètrie-
_On a calculé la variation nominale de la tension ∆V%
(notée sur le tableau)
_La comparaison de ce graphe avec le même graphe pour la génératrice
shunt à excitation séparée:
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_Après les résultats on a conclue que:
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C_ On a démarré le moteur synchrone, et réglé la tension aux bornes de
la génératrice à la valeur nominale, à l'aide de rhéostat de champ.
Puis on a fermé les interrupteurs de charge suivant la valeur de la
résistance du tableau.
On a réglé à chaque fois la tension aux bornes de la génératrice à la
valeur nominale, à l'aide de rhéostat de champ.
On a mesuré et noté le couple η et le courant I et iex dans le tableau
suivant:

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Résistance
I(A)
iex(A)
η (N.m)
Pentrée
Psortie
Rend
Rch(Ω)
Aucune
∞
110
110
220
220
110 et 220
73
2x110
55
3 x 110
37
3x110, 440, 880
32.6
3x110, 2x220
27.5
3x110, 3x220, 440
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_ Le tracement du graphe iex=ƒ(I) -sur le papier millimètrie-
_On a calculé le rendement de la génératrice pour chaque valeur de la
charge à l'aide des puissances d'entrée et de sortie, et présenté les
résultats dans le même tableau.
Rend =
absorbé
util
PP
=
entrée
sortie
P
P
=
UIUi exex .
.
_ Le tracement du graphe η =ƒ(P2) -sur le papier millimètrie-
_ Les pertes de la génératrice à excitation shunt et ses causes sont:
Pertes magnétiques Pfer (ou pertes ferromagnétiques ou pertes fer)
Elles sont dues à l’hystérésis (champ rémanent) et au courant de Foucault
(courant induit dans le fer) et dépendent de B et de 
Pertes joules PJ
Pertes dans l’induit et l’inducteur dues aux résistances des bobinages
Pertes mécaniques Pméca
Elles sont dues aux frottements des diverses pièces en mouvement.
Ces pertes sont indésirables car:
_Du fait de ces différentes pertes, le rendement d’une génératrice à
courant continu varie entre 80 et 90 %.
_Après un temps d'utilisation on perdra des pièces par l'effet de
frottement .
Les conclusions sur la génératrice cc à excitation shunt sont:
_Le circuit de l'induit est dépendant du circuit de l'inducteur.
_On a une seule alimentation pour l'induit et l'inducteur.
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