Etude d`une machine à courant continu

MATRY Christophe
CHELIN Yoann 4 A MMS.
TP2
ETUDE D’UNE MACHINE A COURANT
CONTINU
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Travail satisfaisant
Quelques erreurs dans les calculs sur la partie théorique
Les commentaires sur la dernière partie sont insuffisants

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CHELIN Yoann 2
1 Préliminaire
1.1 Justifications sur le modèle
1.1.1 Relation générale
La machine tournant à la vitesse angulaire Ω entraîne l’existence d’une f.e.m. dont la valeur
s’obtient par la relation : E=KΦΩ
Le flux Φ, est crée par un courant inducteur Ie.
1.1.2 Caractéristique d’induit à vide
A vide, Ia = 0. On relève la caractéristique à vide Ev = f(Ie) où Ie est le courant d’alimentation
de l’inducteur. Cette caractéristique est analogue à la courbe de magnétisation Φv(Ie) de la machine du
fait de la relation vue ci-dessus.
Schéma équivalent électrique de l’induit
1.1.3 Caractéristique d’induit en charge
Lorsque l’induit débite un courant continu dans une charge RL, deux termes sont à prendre en
compte. La première est la résistance Ra de l’induit et la seconde est la modification du flux  par la
présence du courant d’induit équivalent à une fem.
Nouveau schéma équivalent électrique de l’induit
V
Ra
Ev
Ia = 0
V
Ra
Ev
Ia = 0
e
Ri

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1.2 Rhéostat de démarrage
Pour le schéma de l’induit au démarrage voir ci-dessus.
Il permet un démarrage progressif du moteur shunt d’entraînement : on élimine
progressivement une résistance placée en série avec l’induit. Pour son alimentation, on utilise le
« CONT-VAR » sur le bandeau de table. En fin de course, un électro-aimant, alimenté par le courant
d’excitation, retient le levier de commande. Pour l’arrêt, couper le CONT-VAR.
1.3 Variateur
Le variateur utilisé est constitué de deux ponts monophasés :
- un pont à quatre diodes pour alimenter l’inducteur
- un pont mixte (2 diodes, 2 thyristors) pour alimenter l’induit.
- allure aux bornes de la charge
Le pont à quatres diode a pour effet de redresser le signal d’entrée E.
t
Uc
K
L
E
Uc
I
J
E

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Le pont mixte par la présence de ses thyristors retarde en plus l’impulsion de départ.
Bien
- valeur moyenne de Uc
Le pont de diode :
22U Uc
Attention,ce n’est pas U mais V, ne pas confondre
tension composé et tension simple
Le pont mixte :
)cos1(
2
U Uc
avec  angle d’amorçage
- appareillage donnant accès à la valeur moyenne
Pour la mesure de la tension moyenne, nous utiliserons un voltmètre en position DC.
Indiquer le type d’appareil : électronique, magnétoélectrique, ferromagnétique ?
1.4 Caractéristique mécanique
- Rappel de l’expression analytique donnant le couple électromagnétique Te=f()
E=k..
De plus U = E + Ra.Ia
Te = k’..Ia
Ia = (Ua-E)/Ra
Ia = (Ua-k)/Ra
Ra
k
Ra
Uak
Te   )²(
Bien
- Abscisse à l’origine et pente:
On fait la vitesse de rotation égale à 0 et on obtient l’abscisse à l’origine :
k
Ua
Te )0(

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On dérive le couple selon la vitesse  et on trouve :
k
Ra
d
dTe 
- Allure de Te() pour différentes valeur de tension Ua et d’intensité Ie :
Nous traçons donc l’allure de Te(
Ua = 110V,
Ie = 0.3A
droite noire
Ua = 73V,
Ie = 0.3A
droite orange
Ua = 110V,
Ie = 0.2A
droite bleue
1.5 Bilan de puissance
On considère différents types de puissances :
Pa : puissance électrique absorbée par l’induit du moteur.
 aca i uP
Pjr : puissance dissipée par effet joule de l’induit
2
aajr IR P 
Pf : pertes ferromagnétiques
Pm : pertes mécaniques liées aux frottements dans les paliers, sur le collecteur et dans l’air
Pu : puissance utile
Le bilan de puissance donne la relation : Pa = Pjr + Pf + Pm + Pu
Or on a Pu = Tu.Ω
D’où :
) P-P-P-(P
T mfjra
u
Te