Ch.13 - Moteurs à courant continu - Exercice 1

Ch.13 - Moteurs à courant continu - Exercice 1
Dans quels domaines utilise-t-on des moteurs à courant continu et pourquoi ? domaine industriel : encore quelques applica-tions particulières. Remplacé de plus en plus par la MAS avec variateur de fréquences. faibles puissances : jouets, outils à accu, élec-tronique de divertissement, etc… technique embarquée : équipements automobi-les, etc… traction : applications spéciales (métro, bus,…)

Quelles sont les fonctions du collecteur ? Il relie électriquement la partie fixe du moteur (stator ) à la partie tournante (rotor). Il inverse le sens du courant dans les enroulements rotoriques (rôle de commutateur).

Comment peut-on régler la fréquence de rotation d’un moteur DC à aimants permanents ? Dans un moteur DC à aimants permanents, le flux magnétique inducteur est constant et ne peut donc pas être réglé !  On ne pourra donc agir que sur la tension d’induit pour régler la fréquence de rotation du moteur.

Comment varie la fréquence de rotation d’un moteur à courant continu si on diminue le courant d’excitation ? En diminuant le courant d’excitation, on agit sur le flux magnétique inducteur qui diminue également !  La fréquence de rotation va augmenter. (inversement proportionnel)

Pourquoi est-il nécessaire d’utiliser un rhéostat de démarrage et où doit-on le placer ? Au démarrage de la machine, la FCEM « E’ » est inexistante et la Ri de l’induit très faible.  Il en résulte donc un immense courant d’induit lors du démarrage. Ce rhéostat se place en série avec l’induit. Schéma équivalent du moteur DC Rh-d

Qu’appelle-t-on « zone neutre » de la machine et pourquoi se déplace-t-elle en charge ? C'est la zone où il n'y a pas de courant dans l'induit (zone de commutation). Elle se déplace avec la charge à cause des champs magnétiques produits par l'induit.

Quel est le rôle des pôles de commutation ? Par quel courant sont-ils traversés et où sont-ils placés ? Ce sont des pôles auxiliaires qui servent à repositionner la zone neutre. Ils sont traversés par le courant de l'induit et sont placés sur la zone neutre théorique.

Quelles sont les différentes pertes présentes dans un moteur DC ? Dans quelle partie de la machine se déve-loppent-elles et de quels paramètres dépendent-elles ? Pertes dans l’inducteur (stator) : pertes cuivre seulement (courant continu) ! Pertes dans l’induit (rotor) : pertes cuivre et pertes fer ou magnétiques (le courant change de sens dans l’induit  courant AC). Pertes mécaniques : les frottements et la ventilation.

Comment peut-on inverser le sens de rotation d’un moteur DC à excitation indépendante ? Pour inverser le sens de rotation, il faut inverser le sens du courant dans l’induit (bornes A1 ou B2) ou dans l’inducteur (bornes F1 ou F2).

Pourquoi le moteur série ne doit-il jamais être utilisé sans charge ? Dans un moteur série, l’excitation est en série avec l’induit. Lors d’une diminution de la charge mécanique, le courant d’induit diminue, l’excitation également ce qui a pour effet d’augmenter la fréquence de rotation. Un moteur série s’emballe à vide : la charge ne doit jamais être supprimée.

Quelles sont les applications typiques du moteur série ? Les applications typiques du moteur série sont des entraînements demandant un fort couple au démarrage. Exemples : tramways, voitures électriques, bus...

Un moteur DC fonctionne en charge nominale sous 220 V. L’intensité qui le traverse est de 13,6 A. Sa résistance interne vaut 0,84 . Calculer la valeur de la résistance de démarrage qui permet de ne pas dépasser 2 fois le courant nominal à l’enclenchement.

Un moteur DC, dont l’excitation indépendante est constante, fonctionne en charge sous 110 V. Le courant est de 10 A et il tourne à 1200 tr/min. Sa R interne vaut 0,2 . Calculer sa fréquence de rotation lorsqu’il est traversé par un courant de 55 A sous 110 V.

Un moteur DC alimenté sous 172 V, possède une FCEM de 160 V en fonctionnement nominal. L’induit a une résistance de 0,88 . Calculer : a) le courant d’induit

Un moteur DC alimenté sous 172 V, possède une FCEM de 160 V en fonctionnement nominal. L’induit a une résistance de 0,88 . Calculer : b) la valeur du courant de démarrage sans Rdémarrage

Un moteur DC alimenté sous 172 V, possède une FCEM de 160 V en fonctionnement nominal. L’induit a une résistance de 0,88 . Calculer : c) la valeur de la Rdémarrage pour Id = 2IN

Le démarreur d’une voiture est un moteur DC série. Il est alimenté par une batterie au plomb dont le FEM = 13,6 V et la Ri = 18 m. En fonctionnement à 1600 tr/min, il est traversé par un courant de 140 A. Au démarrage, la pointe de courant vaut 310 A. Calculer : a) la résistance interne du moteur.

Le démarreur d’une voiture est un moteur DC série. Il est alimenté par une batterie au plomb dont le FEM = 13,6 V et la Ri = 18 m. En fonctionnement à 1600 tr/min, il est traversé par un courant de 140 A. Au démarrage, la pointe de courant vaut 310 A. Calculer : b) la tension aux bornes du moteur en fonctionnement normal.

Le démarreur d’une voiture est un moteur DC série. Il est alimenté par une batterie au plomb dont le FEM = 13,6 V et la Ri = 18 m. En fonctionnement à 1600 tr/min, il est traversé par un courant de 140 A. Au démarrage, la pointe de courant vaut 310 A. Calculer : c) le couple utile sachant que le couple de frottement = 0,9 Nm.

Citer quelques applications des moteurs pas-à-pas et expliquer pourquoi on a choisi ce type de moteur pour ces applications. Utilisation : tête de lecture de disque dur, tête d'impression pour imprimantes et machines à écrire, machine CNC, montres, automates, lasers d’usinage,… On le choisi pour son positionnement précis.

Pourquoi le moteur pas-à-pas à reluctance variable n’a-t-il pas de couple de maintien si le stator n’est pas alimenté ? Lorsque le stator n'est pas alimenté, il n'y a pas de champ magnétique, donc pas de couple.

Voici 2 modèles de moteur pas-à-pas. Indiquer pour chaque modèle : a) de quel type de moteur il s’agit - électromagnétique - à reluctance variable

Voici 2 modèles de moteur pas-à-pas. Indiquer pour chaque modèle : b) le nombre de pas par tour - électromagnétique -  = 90° ; 4 pas / tour - à reluctance variable -  = 15° ; 24 pas / tour

Voici un modèle de moteur pas-à-pas. a) De quel type s’agit-il ? - électromagnétique

Voici un modèle de moteur pas-à-pas. b) La commande est-elle unipolaire ou bipolaire ? - électromagnétique - unipolaire

c) Indiquer la séquence d’allumage des transistors de puissance permettant de faire avancer ce moteur de 4 pas dans le sens horaire - électromagnétique - unipolaire - T3-T1-T4-T2

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