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

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

1.4 Force électromotrice

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 :

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)
 flux maximum à travers les spires (en Webers - Wb)
 vitesse de rotation (en rad.s-1)
Finalement:

avec

Si de plus la machine fonctionne à flux constants

avec

1.5 Couple électromagnétique

Exemple pour une spire : les deux brins d’une spire placées dans le champ magnétique , subissent des forces de Laplace et formant un couple de force ( ).

Pour une spire :

Couple électromagnétique: en Newtons.mètres (N.m)

K est la même constante que dans la formule de la f.é.m.:

Si de plus la machine fonctionne à flux constant :

1.6 Puissance électromagnétique

Si l’induit présente une f.é.m. E et s’il est parcouru par le courant I, il reçoit une puissance électromagnétique
D’après le