DEVOIR MAISON N°2 DE PHYSIQUE APPLIQUEE Pour mardi 04/01/2011

Exercice n°1 :

Sur la plaque signalétique du moteur à courant continu, parfaitement compensé, on lit :
• excitation séparée
• induit : UN = 220 V ; IN = 15 A
• inducteur : Uexmax = 220V ; Iexmax = 1A
• fréquence de rotation nominale : nN = 1500 tr/min
On a mesuré la résistance de l'induit : R = 0,60 (.
On place la machine sur un banc d'essai. On mesure notamment le moment Tu du couple mécanique utile exercé par l'arbre du moteur et la fréquence de rotation.
1°/ Représenter le schéma équivalent du moteur (en indiquant les grandeurs électriques notées sur la plaque).
2°/ Essai en charge :
Pour le fonctionnement nominal (UN, IN et nN) on obtient : UexN = 200 V, IexN = 0,90 A et TuN = 18,8 N.m. a) Calculer la puissance totale Pa absorbée par le moteur ; b) Calculer la puissance mécanique utile Pu et le rendement ( du moteur ; c) Calculer la fém E et le moment Te du couple électromagnétique ; d) Montrer que E = Kn (n en tr/min) avec K : constante si Iex constante. Calculer K. e) Montrer que Te=K’I avec K’ : constante si Iex constante. Exprimer K’ en fonction de K et calculer sa valeur. f) Calculer le moment Tp du couple des pertes collectives (ensemble des pertes ferromagnétiques et mécaniques).

1 3°/ Variation de couple :

1 A excitation constante (IexN = 0,90 A) et sous la tension d'induit nominale (UN = 220 V), on modifie le couple utile. Son moment devient Tu = 15,0 N.m.

On admet que le moment du couple des pertes collectives est Tp = 1,35 N.m.

1 a) Déterminer le moment du couple électromagnétique et en déduire l'intensité du courant traversant l'induit.

2 b) Déterminer la fém du moteur et en déduire la nouvelle fréquence de rotation.

2 c) Le moment du couple utile restant fixé à Tu = 15,0 N.m, indiquer les deux méthodes qui permettent de ramener la fréquence de rotation à sa valeur nominale, sans faire de calcul mais en