Cours sue Machine à courant continu Partie 1
Sommaire
1-
Constitution
1-1-
L'inducteur (ou circuit d'excitation)
1-2-
L'induit (circuit de puissance)
1-3-
Le collecteur et les balais
2-
Principe de fonctionnement
2-1-
Fonctionnement en moteur
2-2-
Fonctionnement en génératrice
3-
Schéma électrique équivalent
3-1-
Expression de la fem induite
3-2-
Expression du couple électromagnétique
3-3-
Conversion de puissance
3-4-
Flux magnétique crée sous un pôle
3-5-
Schéma équivalent de l'induit
4-
Les différents types de machines à courant continu
5-
Moteur à excitation indépendante
6-
Moteur série
7- Génératrice à
courant continu (dynamo)
1- Constitution
La
machine à courant continu est constituée de
trois parties principales :
-
l'inducteur
-
l'induit
- le dispositif
collecteur / balais
1-1- L'inducteur (ou circuit d'excitation)
C’est
un aimant ou un électroaimant (bobinage parcouru par un courant continu i).
Il est situé sur
la partie fixe de la machine (le stator) :
Il
sert à créer un champ magnétique (champ "inducteur") dans le rotor.
1-2- L'induit (circuit de puissance)
L'induit
est situé au rotor (partie tournante de la machine) :
1-3- Le collecteur et les balais
Le
collecteur est un ensemble de lames de cuivre où sont reliées les extrémités du
bobinage de l'induit.
Les
balais (ou charbons) sont situés au stator et frottent sur le collecteur en
rotation.
Le
dispositif collecteur / balais permet donc de faire circuler un courant dans
l’induit
2- Principe de fonctionnement
-
Fonctionnement en moteur
Conversion
d’énergie électrique en énergie mécanique :
-
Fonctionnement en génératrice (dynamo)
Conversion
d’énergie mécanique en énergie électrique :
2-1- Fonctionnement en moteur
Soit une spire du bobinage d'induit :
champ
magnétique inducteur B
+
courant d'induit I
⇒ forces électromagnétiques
(forces de Laplace)
⇒ couple électromagnétique
⇒ rotation du rotor
2-2- Fonctionnement en génératrice
Le
principe physique utilisé est le phénomène d'induction électromagnétique (loi
de Faraday : e = -dΦ/dt) :
Champ
inducteur + rotation de la spire
⇒ variation du flux magnétique :
⇒ création d'une fem induite (e)
alternative
Le
collecteur permet d’obtenir une fem de forme continue.
•
Remarque
La
machine à courant continu est réversible :
Elle
fonctionne aussi bien en moteur qu'en génératrice.
3- Schéma électrique équivalent
Les
matériaux ferromagnétiques de la machine sont supposés linéaires (pas de
saturation).
3-1- Expression de la fem induite
Loi
de Faraday : E=KΦΩ
E : fem induite (tension continue en V)
K : constante qui dépend de la machine considérée
Φ : flux magnétique crée sous un pôle par l'inducteur (cf. fig. 1)
Ω : vitesse de rotation (en rad/s)
A suivre ...
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