Etude des systèmes techniques

Les moteurs à courant continu
L’évolution des technologies conduit à utiliser des machines nécessitant des vitesses de rotation précises et variables pour l’entraînement d’engins de manutention par exemple.

1. Rappels de physique
En alimentant l’induit par une source de tension séparé, chaque faisceau, placé dans le champ magnétique parcouru par un courant, est soumis à une force, dont la direction est donnée par la règle des trois doigts de la main droite. C’est la réversibilité des machines à courant continu.

1.1 La force contre électromotrice FCEM

E' =

p NnΦ a

N: Nombre de conducteurs actifs sous un pôle n: Vitesse de rotation en tr/s F: Flux sous un pôle E’: Force contre électromotrice en V p: Nombre de paire de pôle a: Nonbre de paire de voie d'enroulement

1.2 Loi d’Ohm

U = E'+RI
1.3 Vitesse de rotation

a U- RI n= * p NΦ
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Remarque : Lorsque le flux est nul la vitesse tend vers l’infini, le moteur s’emballe.

Il ne faut jamais alimenter l’induit d’un moteur à courant continu sans un courant d’excitation.
Si on néglige la chute de tension RI et si le flux est constant on peut considérer que:

n=KU
Donc que la vitesse est directement proportionnelle à la tension moyenne d’alimentation

1.4 Puissance
Puissance électrique utile

Pe =

p * N n Φ I = E' I a

Pe : Puissance électromotrice n: Vitesse en tr/s N: Nombre de conducteur actif sous un pôle F: Flux sous un pôle I: Intensité en A E’: Force contre électromotrice en V Puissance électrique absorbée Pa

Pa = UI
1.6 Couple moteur
Le couple moteur, calculé à partir de la relation:

Pe = TW W d'où le couple moteur

p Pe a N n Φ I p N = ΦI T= = a 2π 2π n ω

T =K'FI F
Le couple utile est inférieur du fait des pertes mécaniques Lycée Polyvalent Jean Monnet EST TT3 Page 12/21

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1.7 Rendement
Le bilan des puissances