le moteur a courant continu

LE MOTEUR A COURANT CONTINU
COURS
LE MOTEUR A COURANT CONTINU MCC
1ERE PARTIE : LE MAGNÉTISME
1.
Introduction au magnétisme :
1. Les aimants
Depuis longtemps, les hommes ont remarqué que certains minerais de fer avaient la
propriété particulière d’attirer les petits morceaux de fer. Cette propriété physique porte le
nom de magnétisme, et les corps qui possèdent cette propriété sont les aimants. On
trouve à l’état naturel cinq éléments qui possèdent cette propriété. (Cobalt (CO),
dysprosium (Dy), fer (Fe), gadolinium (Gd) et manganèse (Mn)).
Un champ magnétique
magnétique.
circule du Pôle Sud magnétique vers le pôle Nord
B
N
S
2. Les électro-aimants
Si on fait, circuler un courant dans une bobine de fil , à chaque
extrémité de la bobine apparaissent des pôles ma gnétiques ainsi que la
circulation d’un champ magnétique.
Moyen mnémotechnique pour connaitre en fonction du sens de circulation du
courant la position du sud et du nord :
B
I(A)
I(A)
I(A)
S
I(A)
On regarde la bobine dans l’axe,
d’un côté ou de l’autre, puis en
fonction du sens de circulation du
courant, en mettant des flèches à
l’extrémité du N ou du S on peut
déterminer la nature du pôle
magnétique.
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S si
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I(A)
Comme le courant circule dans le cuivre, il
est possible de canaliser le champ
magnétique
dans
de
matériaux
ferromagnétiques.
I(A)
Ces matériaux n’opposent presque pas de
résistance à la circulation du champ magnétique,
au même titre que le cuivre possède une très
faible résistance ohmique et donc conduit bien le
courant électrique.
B
3. Interaction champs magnétiques force mécanique
Un aimant et une bobine :
Si on approche une
bobine d’un aimant,
il y a apparition
d’une force entre la
bobine et l’aimant.
Bobine fixe
F
N
S
N
S
I(A)
I(A)
2 bobines :
F
En fonction du sens de circulation du
courant dans chacune des bobines,
la force créée entre les deux bobines
peut tendre à les attirer ou à les
repousser.
S N
N
S
I(A)
I(A)
Bobine fixe
I(A)
CONCLUSION : IL EST POSSIBLE
DE C RÉER UNE FORCE ET DO NC
D’ENGENDRER DU MOUVE MENT À P ARTIR DE L’ÉLECTRICITÉ EN
UTILIS ANT LES PROPRI ETE MAGNETIQUE DU CO URANT ELECTRIQUE.
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S si
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4. Interaction champs magnétiques couple mécanique
Rapport de transmission :
N1
1ere mise en situation : Transmission
magnétique de mouvement de rotation
B1
N
S
θ =90°
B1
θ
N2
S
B1
θ
SN
S
N
S
N
S
N
N
NS
N
Vue de dessus si on fait tourner
encore plus vite la poignée, l’effort
maximum est transmis pour un
angle de 90°
Vue de dessus si on fait tourner
plus vite la poignée,on transmet
plus d’effort.
Vue de dessus si on fait
tourner doucement la
poignée, on transmet peu
d’effort.
S
B2
B2
B2
Masse
Dans quel cas, la transmission de couple est la plus importante ?
LA TRANSMISSION DE COUPLE EST MAXIMUM QUAND LE S 2
CHAMPS SONT À 90°.
2ere mise en situation : Transmission
magnétique de mouvement de
rotation
I(A)
I(A)
I(A)
I(A)
Vue de dessus
Br
Br
Bs
I(A)
+ -
Bs
I(A)
+ -
Conclusion ?
ON A RÉUSSI A CRÉER UN MOUVEMENTDE
ROTATION A P ART IR DE
COURANT ÉLECTRIQUE, CEPENDANT APRES UN Q UART DE TOUR LE
MOUVEMENT S’ ARRETE !°
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2EME PARTIE : FONCTIONNEMENT DU MOTEUR (VIDEO SHADOKS)
2.
Fonctionnement de la MCC
Un aimant permanent en fer à cheval, ou une bobine
dont le champ est canalisé par un circuit magnétique
impose un champ constant au travers
d’une bobine.
Un générateur alimente en courant électrique une
bobine pouvant tourner librement autour
d’un axe
Un contact électrique glissant est réalisé au
niveau du collecteur.
Un courant électrique peut donc circuler
librement dans la bobine
Collecteur
Vue de face :
F
5.
La bobine étant alimentée en courant, elle crée un champ
magnétique vertical.
Les 2 champs magnétiques se retrouvant à 90°, un couple
de force apparait qui tant à alignés les 2 champs
magnétiques.
F
Le couple ainsi créé entraine la rotation de la bobine
autour de son axe.
Le contact électrique glissant continue d’alimenter en
courant électrique la bobine.
F
Au moment où les 2 champs magnétiques deviennent
quasiment alignés, et donc au moment où le couple aurait
tendance à devenir nul, les contacts électriques
glissants inversent le se ns de circulation du
courant dans la bobine.
Le champ magnétique crée par la bobine n’est plus aligné
avec les champs magnétiques fixes, un co up le d e fo r c e est
donc tou jou r s pr é se n t pou r m aint en i r la ro tati on
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S si
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Constitution du moteur réel (Vidéo moteur CC)
Le Stator d’une MCC est la partie fixe, il crée un champ magnétique
constant.
Il est aussi appelé inducteur ou excitation de la machine a courant continu. Le
champ magnétique du stator être créé soit avec :
une bobine.
Collecteur
des aimants permanents
Le rotor est aussi appelé induit, il est
constitué d’un bobinage monté autour
d’un axe.
L’axe est relié au stator par le biais de
roulement pour permettre sa mise en
rotation
Le bobinage du rotor est électriquement
relié au collecteur.
Les balais frottent sur le collecteur et réalisent
un contact électrique glissant entre
l’alimentation du moteur qui est fixe
et le rotor qui tourne.
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