Leçons de niveau 12

Machine à courant continu/Fonctionnement d'une MCC

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Fonctionnement d'une MCC
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Chapitre no 1
Leçon : Machine à courant continu
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Chap. suiv. : Description interne d'une MCC
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Machine à courant continu/Fonctionnement d'une MCC
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Rappels de mécaniques :

Quelles que soient les machines étudiées, nous pouvons toutes les assimiler à des convertisseurs d'énergie :

  • convertisseur électrique / mécanique : moteur
  • convertisseur mécanique / électrique : génératrice

Elles fonctionnent toutes sur le même principe : l'énergie électromagnétique créée par champ magnétique tournant (aimant fictif ou non tournant) se transforme en énergie mécanique.

Nous nous limiterons dans ce chapitre aux machines à excitation indépendante (aimant permanent ou stator bobiné parcouru par une intensité constante)

Principe de fonctionnement[modifier | modifier le wikicode]

  • Fonctionnement moteur : Tout conducteur mobile parcouru par un courant d'intensité I dans une région de l'espace ou règne un champ magnétique est soumis aux forces de Laplace.
  • Fonctionnement générateur : Tout conducteur se déplaçant dans une région de l'espace où règne un champ magnétique est alors soumis à une variation de flux entraînant une f.é.m. (force électromotrice) induite à ses bornes. Cette f.é.m. s'oppose à la cause qui lui a donnée naissance (c'est-à-dire la variation de flux). C’est la loi de Lenz.
  • Les MCC sont donc des machines réversibles.

Plaque signalétique[modifier | modifier le wikicode]

Type MCC XXXXXXXX Moteur à courant continu et référence
kW 0,3 Puissance utile
(rpm ou tr/min) Vitesse nominale
u 230 A 0,17 Inducteur stator (circuit excitation)
U 230 A 3 induit (rotor)
IP 23 Indice de protection
CI F Classe d'isolation thermique
Serv S1 Service
kg 9 Masse

Relations générales de la MCC[modifier | modifier le wikicode]

Symbole et schéma[modifier | modifier le wikicode]



Relations[modifier | modifier le wikicode]


  •  : en volt ()
  •  : constante en ()
  •  : en ()


Si alors :



La puissance électromagnétique est la source du couple électromagnétique (interaction stator-rotor).

On a :

Soit :



Si alors :


Remarques:

  • Comme dans toutes les machines électromagnétique, le couple est proportionnel au flux crée par l'inducteur et au courant dans l'induit.
  • Si , puissance fournie est négative, c’est qu’il reçoit de la puissance mécanique donc fonctionne en génératrice.

Étude des tensions en régime permanent[modifier | modifier le wikicode]

À vide, il existe une tension (f.é.m. induite). On retrouve la courbe d'aimantation d'un circuit magnétique si on relève la caractéristique interne ou à vide. Même allure que celle de la machine synchrone.

Synchronous motor graph.svg

On désigne par :

  • U : tension aux bornes de l'induit
  • R : résistance de l'induit  : chute de tension due aux contacts balais-collecteur.

La source fournit U.I qui est transformée en E.I puissance électromagnétique et pertes joules.

Circuit représentatif machine à courant continu.png





Or souvent on néglige les pertes dues aux contacts, d'où :



Ce modèle à l'avantage d’être linéaire.

Vitesse[modifier | modifier le wikicode]

On a vu que :

Donc U est à peu près proportionnelle à la vitesse.


Pertes et rendement[modifier | modifier le wikicode]

Image logo représentative de la faculté Voir les exercices sur : Fonctionnement d'une MCC.



Les diverses pertes de la MCC sont :

  • pertes magnétiques : surtout localisées dans l'induit car le fer de l'inducteur n'étant pas soumis à une variation de flux n’est pas le siège de courants de Foucault. On les note .
  • pertes par excitation (sauf s'il est à aimants permanents) notées . C’est la puissance fournie au circuit d'excitation. Elles correspondent aux pertes joules dans l'inducteur.
  • pertes joules dans l'induit.
  • pertes mécaniques dues aux frottements et à la ventillation