T.P 3 : Etude de la machine a courant continu
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I. Rappels sur le principe de fonctionnement de la machine 1.Constitutions
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1 : Socle (support) ;
2 : Epanouissement polaire ; 3 : Conducteurs de l’inducteur ; 4 : Entrefer ;
5 : Axe de la machine (axe transversal) ; 6 : Noyau polaire ;
7 : Conducteurs de l’induit ; 8 : Rotor (induit) ;
9 : Stator (inducteur) ; 10 : Balais ;
11 : Encoche et dent ; 12 : Carcasse ;
13 : Ligne neutre (Ln) ;
La machine à courant continu est convertisseur rotatif d’énergie mécanique, elle formée par deux circuit électriques : Induit (rotor) et inducteur (stator), séparé par un entrefer, et le redresseur mécanique (balais -collecteur).
L’inducteur est alimenté généralement par un courant continu (Ie), il crée donc un flux magnétique constant dans l’entrefer.
L’induit c’est la partie tournante, il génère ou absorbe de l’énergie électrique sous forme d’un courant continu (I).
L’ensemble collecteur balais, permet de redresser les fems alternatives.
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2.Principe de fonctionnement 2.1.Fonctionnement moteur
Le fonctionnement de la machine en moteur est basé sur la loi de Laplace, le couple moteur est né suite à l’interaction de deux champs magnétique crées respectivement par le stator et le rotor.
Explication :
Lorsqu’un conducteur, plongé dans un champ magnétique, est traversé par un courant continu, ce conducteur se met en mouvement sous l’action d’une force dite force de Laplace telle que dF I.dl B
:
* Direction : perpendiculaire au plan formé par le conducteur et le champ magnétique.
* Sens : donné par la règle des 3 doigts de la main droite.
* Intensité : F = B.I.l (lorsque le champ est perpendiculaire au conducteur)
2.2.Fonctionnement générateur
Le fonctionnement de la machine en générateur est basé sur la loi de Faraday, la variation du champ magnétique (flux) crée par l’inducteur, à travers les conducteurs de l’induit, donne naissance à une f.é.m. (tension).
Explication :
M U I
n . 2.π
induit (rotor) (stator)
inducteour Ie
Ue
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3.Relations fondamentales
Modèles de la machine:
La différence entre les équations électriques en fonctionnement moteur et en fonctionnement générateur, réside au niveau de signe prés de courant.
Expressions de la f.é.m. et de la vitesse : .N.n.Φk.Φ. a
E P ;
k.Φ R.I Ω U
.
Expressions de la puissance et couple électromagnétiques : I
k.Φ. . E.I
Pe ; P k.Φ.I Te e
Expression l’équation mécanique en mouvement :
dt J.dΩ f.Ω T
Te r . G U
I
Te induit (rotor) (stator)
inducteour Ie
Ue
dynamique régime
en Modèle
dt E LdI RI
U
U
R
E L I
permanent régime
en Modèle
U
R
E I
RI E U
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II. Etude de la génératrice à excitation indépendante 1.Objectifs
Etudier les caractéristiques à vide et en charge d’une génératrice à courant continu à excitation séparée.
2.Mesure des résistances de la machine
a. Relever les valeurs nominales inscrites sur la plaque signalétique de la machine, b. Mesurer les valeurs des résistances de l’induit(R) et l’inducteur (Re).
3.Mesure des résistances de la machine
a. Relever les valeurs nominales inscrites sur la plaque signalétique de la machine, b. Mesurer les valeurs des résistances de l’induit(R) et l’inducteur (Re).
4.Essai à vide de la génératrice
a. Réaliser le montage de la figure ci-dessus et régler la vitesse de rotation du moteur Me à 1500 tr/min,
b.
Ue
Ie
A Rh
Ev
G V
Me
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5.Essai en charge de la génératrice
a. Réaliser le montage de la figure ci-dessus et régler la vitesse du moteur Me à 1500tr/min,
b. Régler le courant d’excitation de la génératrice à sa valeur nominale Ien, c. Relever et tracer la caractéristique U= f (I) en variant Rch,
d. Conclure.
Ue
Ie
A Rh
G V
Me
A I
U
Charge
