Les machines à courant continu

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Les machines à courant continu
La machine à courant continu a 2 modes de fonctionnement possibles :
- soit en moteur : L'énergie est transformée en énergie
- soit en génératrice : l'énergie est transformée en énergie
1. Description
La MCC est composée d'une partie fixe appelée STATOR ( partie fixe ), d'une partie mobile appelée ROTOR et
d'un COLLECTEUR à l'avant du rotor sur lequel viennent frotter deux BALAIS à l'aide de porte-balais
LIGNE NEUTRE

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1.1. Le stator
Le stator crée le champ magnétique; c'est l'inducteur. Ce champ magnétique est :
- soit crée par un aimant permanent ( moteur de faibles puissances ). La machine est dite
si elle comporte un pôle N et un pôle S ; et est dite multipolaire si
elle comporte p pôles N et p pôles S
- soit crée par des bobines parcourues par des courants ( électro-aimants )
A quelles condition le flux crée par le stator est –il constant ?
-
-
Photo d’un stator bobiné
1.2 Le rotor : induit
C’est la partie mobile du moteur. Il est constitué de plusieurs enroulements répartis pour former un cylindre.
Le rotor comporte à la périphérie des encoches dans lesquelles vont venir se loger les conducteurs. On relie
2 conducteurs diamétralement opposés pour former une spire.
Rotor moteur courant continu
( utilisé en TP )
Autre rotor

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Le collecteur est un ensemble de lames de cuivre disposé suivant un cylindre en bout de rotor. Les
balais, portés par le stator frottent sur les lames du collecteur.
Collecteur : les lames de cuivre sont isolées les unes des autres
+
Remarque : Les balais sont en carbone et s'usent donc. C'est un des inconvénients de la MCC
Les balais frottent sur le collecteur. Les balais sont fixes et sont solidaires du stator

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D’autre part, parcouru par un courant variable et soumis à un champ magnétique, le rotor va être
soumis à des pertes par hystérésis. Plus la surface du cycle est importante, plus
Le rotor va donc être constitué à partie d
D'autre part, à chaque rotation du rotor, le flux est coupé. D'après Lenz, un courant induit, par ses effets va
s'opposer à la cause qui lui a donné naissance, c'est à dire qu'un courant induit va apparaître dans le rotor de
manière à freiner le rotor ( ce système de freinage est utilisé sur les camions et sur les bus : on parle de
ralentisseur ). Ce courant induit va entraîner un échauffement : ce sont les pertes par courants de
FOUCAULT
Comment limiter ces pertes ?
Plus généralement, on regroupe sous le terme pertes FER l’ensemble des pertes par hystérésis et
Foucault
1.3. Principe de fonctionnement d’un moteur à courant continu
Expérience : Prenons un cadre mobile constitué d’une seule spire et parcouru par un courant.
Plaçons le dans un champ magnétique. Il sera alors soumis à une force de LAPLACE
F =
Position 1
 Représenter le vecteur champ
magnétique entre les pôles de
l’aimant
 Représenter alors la force
  F
sur chaque longueur de la
spire. En déduire le sens de
rotation de la spire
N
B
C
A
D
I

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Si on admet que grâce à l’inertie la spire a franchi la ligne neutre, le circuit électrique devient alors :
Flécher alors les vecteurs force sur chaque longueur. Que se passe t-il ?
Que faudrait-il faire pour remédier au problème ?
Animation : http://www.edumedia-sciences.com/fr/a182-machine-a-courant-continu
Examinons l’extrémité du rotor : il possède un dispositif permettant l’inversion du courant tous les ½
tours : c’est le collecteur. Les balais sont immobiles et frottent sur le collecteur. Ils permettent donc
d’assurer la liaison entre la partie tournante et la partie fixe
N
B
A
D
C
Position 2 ( passage de la ligne neutre )
N
C
B
D
A
Position 3
I