Terminale STI

Moteur à courant continu

Machine à courant continu
1 Présentation générale

Tous les résultats présentés dans cette première partie du cours sont valables que la machine fonctionne en moteur ou en génératrice. 1.1 Conversion d’énergie énergie électrique fournie Moteur énergie mécanique utile énergie mécanique fournie Génératrice énergie électrique utile

pertes d'énergie

pertes d'énergie

1.2 Symbole

ou

1.3 Constitution Le moteur comprend : • un circuit magnétique comportant une partie fixe, le stator, une partie tournant, le rotor et l’entrefer l’espace entre les deux parties. • une source de champ magnétique nommée l’inducteur (le stator) crée par un bobinage ou des aimants permanents • un circuit électrique induit (le rotor) subit les effets de ce champ magnétiques • le collecteur et les balais permettent d’accéder au circuit électrique rotorique

Circuit magnétique d’un moteur bipolaire

Circuit magnétique d’un moteur tétrapolaire

1/12/97 © Claude Divoux, 1999

1/12

Terminale STI 1.4 Force électromotrice

Moteur à courant continu

Nous savons qu’une bobine en mouvement dans un champs magnétique voit apparaître à ses bornes une force électromotrice (f.é.m.) donnée par la loi de Faraday: Sur ce principe, la machine à courant continu est le siège d’une f.é.m. E : p E= NΦΩ 2πa avec: p le nombre de paires de pôles a le nombre de paires de voies d’enroulement N le nombre de conducteurs (ou de brins - deux par spires) Φ flux maximum à travers les spires (en Webers - Wb) Ω vitesse de rotation (en rad.s-1)

Finalement: E = KΦΩ

avec K =

p N 2πa

Si de plus la machine fonctionne à flux constants E = K' Ω avec K' = KΦ

1.5 Couple électromagnétique Exemple pour une spire : les deux brins d’une spire placées dans r le r r champ magnétique B , subissent des forces rde Laplace F1 et F2 r r r formant un couple de force ( F1 = − F2 = I.l ∧ B ). Pour une spire :Γ = 2rF = 2rlBI = SBI = ΦI Couple électromagnétique: