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MACHINE A COURANT CONTINU GENERALITES

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MACHINE A COURANT CONTINU GENERALITES Powered By Docstoc
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              MACHINE A COURANT CONTINU                        GENERALITES                                                    1/5



I. DESCRIPTION .

                                                 1    Elle est constituée de 2 parties principales:

                                                      La partie fixe :..........…………………..............
                                                      La partie mobile:................…………………........
                   5       ln       4
                                                      1:............................(carcasse de la machine).Elle supporte les
                                         2            parties fixes (pôles).Elle ferme le circuit magnétique.(ligne de
                                                      champ en pointillés )

                                                      2:............................principaux (feuilletés). Le champ est créé
        N                                    S        par les bobines magnétisantes                      circuit inducteur (i) ou
                                                      par des aimants permanents en ferrite.
                                                      ln:......................................où le champ s'annule.
               8                        3             3:............................(feuilleté).
                       6        7
                                                      4:Partie tournante feuilletée (rotor).
                                                      5:.............................où sont placés les conducteurs qui sont le
                                                      siège de fem induites lorsque cette partie tourne dans le
                                                      champ Þ circuit induit.

                                                      6:.............................(lames de cuivre isolées par du mica).Il
       Machine à courant continu bipolaire            est placé à l'extrémité du rotor et est calé sur le même arbre.

                                                      7:.............................:Ils sont fixés sur la carcasse grâce au
                                                      porte balais.Ils sont en carbone et frottent sur le collecteur.Ils
                                                      sont placés sur l'axe des pôles principaux.
                           S
                                                      8:.......................................
                                        ln            Exemple de données numériques:

                                                      Pu=100kw,U=250V,n=1500tr/min,4 pôles.
         N                                   N        Diamètre de l'induit:0.3m.
                                                      Longueur de l'induit:0.305m.
                                                      Nombre d'encoches:42.
                                                      Nombre de conducteurs:252.
                                                      Nombre de lame de collecteur:126.
                                                      Entrefer:2,8mm.
                           S                          Flux sous un pôle:42mwb.
                                                      Champ dans un noyau polaire:1,5T.
                                                      Force magnéto motrice par pôle:1450 A.
                                                      (Fmm=NIe Courant d’excitation)

                                                                                                  Induit   Inducteur

      Machine à courant continu tétrapolaire                                                        M
                                                      Symbole



      CAILLIEREZ G                           LYCEE CAMILLE CLAUDEL                         FOURMIES
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II. PRINCIPE ET REVERSIBILITE DE LA MACHINE A COURANT CONTINU .                                                                 TGE        MCC1
                                                                                                                                            2/5
  2.1. Rappel d'électromagnétisme .

  -Loi de Lenz: Il y a création d'une fem induite dans un conducteur soumis à une variation de flux.(Ici,conducteur en
  mouvement dans le champ) e=-d/dt ou <e>= t=Blv. Le sens de cette fem est donnée par la règle des 3 doigts de
  la main gauche.

  -Force de Laplace:Il y a création d'une force électromagnétique sur un conducteur parcouru par un courant et placé
                                                                                                                                     
  dans un champ magnétique:le sens de cette force est donné par la règle des 3 doigts de la main droite: F  Il  B et
                   
  F=IlB sin (I l,B )
  2.2. Principe de fonctionnement . Réversibilité .
                  GENERATEUR                                                       MOTEUR
              n                                              I                                                                             I

                                                    E                                                                       E
                                                                 U        N                                   S                            U
  N                                  S
                                                     R                                                                      R



  La mise en rotation crée une f.e.m induite qui fournit                  L'alimentation crée un courant qui crée des forces
  un courant. Ce courant crée des forces                                  électromagnétiques et un couple moteur . Il y a
  électromagnétiques et un couple résistant.                              rotation et création de f.e.m induites.
  n ..............................................                    I ....................................................
  Pm = T  Pe=.............                                              Pe = EI  Pm=.............
  On inverse la polarité de la machine à courant                          On inverse le sens de rotation de la machine à
  continu génératrice par inversion:                                      courant continu moteur en inversant:
  - .............................................................         - ................................................................
  - ..............................................................        - .................................................................
  2.3. Rôle du collecteur .
  Il redresse la f.e.m aux bornes d'une spire afin                         il inverse le courant dans un conducteur au passage à
  d'obtenir une f.e.m toujours positive.                                   la ligne neutre afin d'obtenir un moment de couple
   e                                 e
                                                                           toujours positif.
                        t                                t




  2.4. Schéma équivalent de l'induit .

  L'ensemble des conducteurs de l'induit sont                                                                     <e1> <e2>        <e N/2 >
  associés de façon à obtenir la f.e.m                       E
  maximale. (conducteurs diamétralement                                                                      +                                 -
  opposés).                                                          e1 e2 ..
  Pour une machine bipolaire(2 pôles) , il y a               e
  2 voies d'enroulement de N/2 conducteurs:
  Pour une machine multipolaire (2p pôles), il                                                           t        +             - E= N <e>
                                                                                                                                       2
  y aura 2a voies d’enroulement .(a<p)


   CAILLIEREZ G                                  LYCEE CAMILLE CLAUDEL                         FOURMIES
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III. CARACTERISTIQUES DE BASE DE LA MACHINE A COURANT CONTINU.                                           TGE   MCC1
                                                                                                                3/5

  3.1. Force électromotrice induite E:




  3.2. Puissance (Pe) et moment du couple électromagnétique (Te).




                         Machine à
                       courant continu




  3.3. Mode de fonctionnement .
                                                                I'
                    Convention récepteur:                                    Convention récepteur I :
            I                                                        I
  E                                                     E
                U                                                        U
                                                                             Convention générateur I':
   R                                                     R

       Moteur                                               générateur


  3.4. Application .

  MCC bipolaire : N=1280, R=2 , =4 mWb
  n=1500tr/min:
  3.4.1. Calculer E et K.
  3.4.2. U=140V:Quel est le mode de
      fonctionnement de la machine,le courant
      induit I , le couple électromagnétique Te et
      la puissance électromagnétique Pe.
  3.4.3. Reprendre pour U=110V.



   CAILLIEREZ G                             LYCEE CAMILLE CLAUDEL               FOURMIES
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IV. VARIATION DE LA F.E.M DE LA MACHINE.                                                           TGE   MCC1
                                                                                                          4/5
 4.1. Relevé de la fem E en Génératrice à vide . Montage . Définitions.



                      M           G         U V

               M  oteur
               d'entrainement   Iex
                                                  A
                                            Rh        Vex
                                      rex


 4.2. Variation de la Fem avec l'excitation : E(iex) n=1400tr/min
                                                                                     ………………………………..……
   250
               E(V)                                                                  ………………………………..……
                                                                                     ………………………………..……
   200
                                                                    E (iex)          ………………………………..……

   150
                                                                                     ………………………………..……
                                                                                     ………………………………..……
   100                                                                               ………………………………..……
                                                                                     ………………………………..……
    50                                                                               ………………………………..……
                                                                      iex(A)         ………………………………..……
       0
           0              0,1               0,2             0,3                0,4   ………………………………..……
                                                                                     ………………………………..……
4 3. Variation de la Fem avec la vitesse : E(n) Iex = 0,35A
                                                                                     ………………………………..……
 250                                                                                 ………………………………..……
           E(V)                   E (n)                                              ………………………………..……
 200                                                                                 ………………………………..……
                                                                                     ………………………………..……
 150
                                                                                     ………………………………..……
                                                                                     ………………………………..……
 100
                                                                                     ………………………………..……
  50                                                                                 ………………………………..……
                                                                  n(tr/min)          ………………………………..……
   0                                                                                 ………………………………..……
       0         200      400   600         800   1000       1200     1400
                                                                                     ………………………………..……


   CAILLIEREZ G                                   LYCEE CAMILLE CLAUDEL                 FOURMIES
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V. CARACTERISTIQUE EXTERNE U(I) n=1400tr/min Iex =0.35A .                       TGE   MCC1
                                                                                       5/5

 5.1. Schéma de Montage.

                                         A
                                                                 …………………………………..……




                                              de charge
                                              rhéostat
                M            G     U V                           …………………………………..……
         Moteur                                                  …………………………………..……
         d'entrainement    Iex
                                         A                       …………………………………..……
                                 r Rh        Vex                 …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……
 5.1. Caractéritique .
       U(V)
                                                                 …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……
200                                                              …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……
100
                                                                 …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……

 20
                                                                 …………………………………..……
                                                                 …………………………………..……
        0.1                         1                     I(A)
                                                                 …………………………………..……
 VI. LES DIFFERENTES PERTES .

      6.1. Les pertes par effet joules . …………………………………….…………………………………………..….
      ………………………………………………………………………………………….………………………….….
      ………………………………………………………………………………………….………………………….….
      6.2. Les pertes magnétiques . …………………………………………………….…………………………...…...
      …………………………………………………………………………………………….………………………….
      6.3. Les pertes mécaniques . …………………………………………………………..…………………………...
      …………………………………………………………………………………….……………………..………….



   CAILLIEREZ G                     LYCEE CAMILLE CLAUDEL            FOURMIES
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