Commande de moteur à courant continu 1. Les modes de variation

UNIVERSITE D’ELOUED DEPARTEMENT D'ELECTROTECHNIQUE
2ème Master CE
Module : Commande électrique
Commande de moteur à courant continu
1. Les modes de variation de vitesse
 Commande par tension d’induit
 Commande par variation de flux magnétique
 Formules du couple et de la vitesse
 Fonction 4 quadrants
1.1. Formules de la puissance électromagnétique, du couple et de la vitesse
Ra est très faible, elle peut être négligée
𝐶𝑒𝑚 =
𝑃𝑒𝑚 E. Ia E. Ia
=
=
Ω
Ω
Ω
𝐶𝑒𝑚 =
𝐾
. Φ. Ia
2. π
Cem : couple électromagnétique (N.m).
Ω: vitesse de rotation (rad.s-1)
Si la machine fonctionne à flux constants
𝐶𝑒𝑚 = 𝐾 ′ . Ia
Avec:
K′ =
K
.Φ
2. π
𝑈 = 𝐸 + R a . Ia =
K
2 ∙ π ∙ (U − R a ∙ Ia )
. Φ. Ω + R. Ia ⟹ Ω =
2∙π
K∙Φ
1.2. Réglage de la vitesse des moteurs à courant continu
𝑈 =𝐸+R
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La résistance de l’induit Ra est très faible, elle peut être négligée ; on obtient
donc :
2∙π U
Ω
∙
K Φ
La relation ci-dessus montre que la vitesse est directement proportionnelle à la
tension d'alimentation (U) et inversement proportionnelle au flux magnétique (Φ).
a) Commande par tension d’induit
Si on varie la vitesse par l’action sur la tension d'alimentation (U) lorsque le flux
magnétique (Φ) est constant. La puissance varie mais le couple reste constant. On
dit alors qu’on fait de la variation de vitesse à couple constant.
La variation de la tension d'alimentation est obtenue par:
- un montage redresseur d'électronique de puissance.
- un montage redresseur d'électronique de puissance
Caractéristique mécanique :
Reseau de caracteristique mécanique pour
differentes valeurs de la tension d'alimentation
UdN: correspond à l atension de démarrage pou un moment de couple utile
nominale
Quant on change la valeur de la tension d'alimentation, la vitesse de rotasion
augmente si la tension augmente ou diminue si la tension diminue et la
caracteristique maécanique se décale parallèlement à elle même.
b) Commande par variation de flux magnétique
Lorsque le courant inducteur diminue, le flux magnétique dans le moteur diminue.
Cette diminution provoque une augmentation de la vitesse mais elle conduit aussi à
une diminution du couple moteur qui est directement proportionnel au flux.
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L'action sur le flux permet une légère survitesse avec une diminution du couple
utile. Son utilisation est tares spécifique, on dit alors qu’on fait de la variation de
vitesse a puissance constante.
Attention: Si le flux inducteur devient nul, la vitesse de rotation tend vers l’infini
c’est à dire l'emballement du moteur et cela peut provoquer sa destruction.
1.3. Quadrants de fonctionnement des variateurs
Deux paramètres définissent le fonctionnement des systèmes donc des moteurs.
Ces deux paramètres sont le couple et la vitesse.
Le couple dépend de la charge qui peut être entraînée ou entraînante. Le signe de
la vitesse dépend du sens de rotation du moteur. 4 quadrants définissent les zones
de fonctionnement :
1.4. Démarrage d'un moteur à excitation séparée
1.4.1. Démarrage manuel d'un moteur à excitation séparée
-Au démarrage, l'inducteur (circuit d'excitation) est traversé par le courant
maximum (rhéostat d'excitation Re au minimum de résistance).
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-En déplaçant le curseur de Rh (rhéostat de démarrage à plot mort), on passe du
plot mort (pas de courant dans l'induit) à la résistance maximale (courant réduit
dans le circuit de l'induit).
-En continuant l'action sur Rh, on diminue progressivement sa résistance afin
d'augmenter le courant dans l'induit jusqu'à sa valeur nominale.
-À la fin du démarrage, le curseur de Rh est maintenu en position grâce à la bobine
à manque de courant KA alimentée en série avec l'inducteur
1.4.2. Démarrage automatique d'un moteur à excitation séparée 1 sens de
rotation
L'action sur le bouton poussoir S2 entraîne la mise sous tension de :
- l'inducteur au travers du rhéostat d'excitation Re (minimum de résistance au
démarrage),
- l'induit au travers des résistances de démarrage R1 et R2.
-Les résistances R1 puis R2 sont éliminées successivement après un temps
prédéterminé.
Circuit de puissance et Circuit de commande
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