Session de 1978 – Deuxième épreuve – 3 heures
PREMIER PROBLEME - (20 points)
Une génératrice à courant continu porte sur sa plaque signalétique : puissance utile 3 kW ;
tension d'induit 220 V ; courant d'induit 13,6 A ; vitesse 1 500 tr/min.
On donne pour cette machine :
la caractéristique à vide donnant la f.e.m. à vide E0 en fonction du courant d'excitation Id, à vitesse
nominale ; cette caractéristique est tracée sur le graphe joint ;
la chute de tension due à la réaction magnétique d'induit en fonction du courant induit Ia :
Ces valeurs de sont données pour la vitesse nominale et on rappelle que est
proportionnelle à la vitesse.
les résistances mesurées à chaud : Ra = 1,7 pour l'induit et Rd = 180 pour l'inducteur.
1. La génératrice est utilisée en excitation dérivation.
On néglige le courant inducteur devant le courant induit.
1.1. Calculer la résistance critique du rhéostat d'excitation qui permet l'amorçage de la
génératrice à la vitesse nominale.
1.2. Calculer la résistance du rhéostat d'excitation pour que la génératrice fonctionne à son
point nominal.
1.3. La génératrice, entraînée à la vitesse n = 1200 tr/mn, débite son courant nominal. Calculer
la tension d'induit sachant que le rhéostat d'excitation a une résistance Rhd = 106 .
2. Afin de déterminer le rendement de la génératrice fonctionnant à son point nominal, on effectue
un essai en moteur à vide, excitation séparée. On relève :
tension d'induit U0 = 245 V ; courant d'induit I0 = 1 A ; vitesse n = 1 500 tr/min.
2.1. Justifier le choix de la tension d'induit U0.
2.2. Calculer le courant d'excitation de la machine dans cet essai.
2.3. Calculer le rendement de la génératrice au point nominal.
3. La génératrice est utilisée en excitation séparée pour charger 15 batteries d'accumulateurs
identiques, branchées en série. Chaque batterie a une f.e.m. de 12 V et une résistance interne de 0,1 .
On veut, en agissant sur le courant d'excitation Id, maintenir un courant de charge constant et égal à
10 A lorsque la vitesse d'entraînement de la génératrice varie de 1300 tr/min à 1700 tr/min.
Calculer le courant d'excitation Id à utiliser pour les cinq valeurs de la vitesse :
1300, 1400, 1500, 1600, 1700 tr/min.