Différents modes d`excitation des machine à

Electrotechnique – Niveau 3 2010-2011
H. BEN AMMAR 61
PLAN DE LA LEÇON N°7
TITRE DE LA LEÇON :
Différents modes d'excitation des machine à courant continu
OBJECTIFS :
A la fin de la séance l'étudiant doit être capable de :
 Définir le régime de neutre ;
 Reconnaître les différents régimes de neutre ;
 Déterminer les courants de défaut ;
 Etablir l'appareillage de protection adéquat pour chaque régime de
neutre.
PRE-REQUIS :
 Lois d'électricité.
 Appareils de mesure.

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DIFFERENTS MODES D'EXCITATION DES MACHINE A COURANT
CONTINU
OBJECTIF GENERAL :
Identifier l'appareillage de sécurité des installations et des personnes selon
le régime de neutre établi.
OBJECTIFS SPECIFIQUES ELEMENTS DE CONTENU METHODOLOGIE
ET MOYEN EVALUATION DUREE
Définir le régime de
neutre.
1. Définition des régimes
de neutre.
 Exposé
informel.
 Notes de cours.
 Formative. 20 mn
 Reconnaître les
différents régimes de
neutre.
1. Régime TT.
2. Régime TN.
3. Régime IT.
 Exposé
informel.
 Notes de cours.
 Exemples.
 Formative. 60 mn
 Etablir un choix de
régime de neutre
capable de remplir la
fonction à assurer.
1. Comparaison entre les
différents régimes de
neutre.
2. Conclusion.
 Exposé
informel.
 Notes de cours.
 Formative. 10 mn

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DIFFERENTS MODES D'EXCITATION DES MACHINE A
COURANT CONTINU
XXVIII. Excitation séparée
On dispose d'un moteur à courant continu dont l'excitation est indépendante comme le montre
la figure suivante où l'induit et l'inducteur sont alimentés séparément par deux sources de
tensions différentes.
Fig.7.1. Moteur à excitation
séparée
I.1. Caractéristique à vide E0( J )
La caractéristique à vide est déterminée pour une vitesse N constante et un courant I nul, elle
est exprimée sous la forme suivante : JS
lN
nN
a
p
Eea
v cos 
Fig.7.2. Caractéristique à
vide d'un moteur à
excitation séparée
Pour un fonctionnement à flux constant on aura les relations suivantes :
 JS
lN
nN
a
p
Eea
v cos 
ce qui implique  KEv
où
21
cos  JS
lN
n
a
p
Kea
Grâce à la relation  KEv, qui défini la proportionnalité ente la fém est la
vitesse de rotation, on peut établir plusieurs caractéristiques à vide pour chaque
fréquence de rotation.
r
j I
M U
E0 -ε(I)
+e b+RI
V
J (A) Er
Ev
à N constante 0
nN
a
p
Ev
cos
0BS
RL
S
i
lN
Be
ea
2
Rc
∆Ev
∆J

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 IECP chemem  si vch EE  alors KICIKC emem 
Grâce à la relation KICem , qui défini la proportionnalité ente le couple
électromagnétique est le courant de l'induit, on peut établir plusieurs
caractéristiques pour différents courants d'induit.
La résistance critique est la pente de la caractéristique à vide à l'origine, telle que
J
E
Rv
c
,
c'est le cas de désamorçage de la génératrice.
I.2. Caractéristique naturelle U( I )
La caractéristique naturelle est définie par sa vitesse constante N et son courant d'excitation
constant J.
 Lorsque le courant I=0 implique U=E0(J) ;
 La machine débite une tension U qui est égale à U=E0-(RIa+eB+KEN ∆Φ)
avec : U=E0-εT(I) et Ech=E0- ε(I) où εT(I)=ε(I)+ RIa+eB
Fig.7.3. Caractéristique
naturelle d'un
moteur à excitation
séparée
I.3. Caractéristique de réglage J( I )
La caractéristique de réglage est déterminée par une vitesse constante N et une tension de
charge constante U.
 Alors pour maintenir U constante il faut augmenter E0 de la quantité ε(I) ;
 Quand U diminue, la pente de J(I) est moins forte car E0 augmente plus vite en
fonction de J que lorsque le circuit magnétique saturé.
Fig.7.4. Caractéristique de
réglage d'un moteur
à excitation séparée
La résistance critique c'est la pente de la caractéristique à vide à l'origine, telle que
J
E
Rv
c
.
εT (I)
I
E0
U
(N,Un/2)
I
(N,Unominale)
J

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XXIX. Excitation shunt
Soit une génératrice à courant continu a excitation shunt comme le montre la figure suivante
où l'induit et l'inducteur sont alimentés par la même source de tension.
Fig.7.5. Génératrice à
excitation shunt
II.1. Phénomène d'amorçage
Un entraînement de la machine fait naître une f.e.m induite rémanente Er, fait à son tour
circuler un petit courant J qui augmente la f.e.m d'ou l'augmentation de J jusqu'à égalité de
(r+Rh)J et E0.
Fig.7.6. Caractéristique à vide
d'une génératrice à
excitation shunt
II.2. Droite des inducteurs
A vide la génératrice ne débite par un courant de charge I=0 d'où les relations suivantes
E0(J)=U (1) , et (r+Rh)J =U (2).
On a alors E0(J) =(r+Rh)J et U=(r+Rh)J donnent un point de fonctionnement P qui est le
point de fonctionnement nominal de la génératrice en charge.
La relation
J
U
rRh est appelée droite des inducteurs, c'est la droite d'amorçage de la
génératrice en courant continu.
Le désamorçage est assuré par l'équivalence de la droite des inducteurs à celui de la résistance
critique.
r
j I
G U
I+J
Rh
α
E0(V)
P
J(A)
αe
Er
Jn
Rc Droite des inducteurs
Droite d'amorçage
Droite désamorçage