Machine à courant continu

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Comprendre le principe lié à la condition du premier type de machine électrique; construire et connaître les grandeurs fondamentales qui caractérisent se type de machine.

Principe de fonctionnement

L'étude de l'électromagnétisme a mis en évidence le principe de fonctionnement de machines à courant continu.

  • Fonctionnement à moteur par déplacement d'un conducteur mobile parcouru par un courant et placé dans un champ magnetique sous l'action de forces de Laplace.
  • Fonctionnement en génératrice par apparition d'une force électromotrice d'une force électrique induite aux bornes d'un conducteur qui se déplace dans un champ magnetique.
  • La MCC est un convertisseur d'énergie réversible. La génératrice transforme en énergie électrique une partie de l'énergie mécanique qu'elle reçoit alors que le moteur effectue la transformation inverse. Cette transformation s'accompagne immédiatement des pertes.

Energie mécanique

génératrice

Energie électrique

Moteur

Il existe un grand nombre de type de machine à courant continu qui ne diffèrent les unes des autres que par leur conception et leur utilisation.
Leur principe de fonctionnement étant presque commun, c'est par celui-ci que nous commencerons notre étude sans insister sur les différences technologiques.


Constitution

13

La MCC comporte:

Un circuit magnetique

Il est formé d'une partie fixe: le stator ou inducteur (1), solidaire du bâti et de la carcasse (2) et d'un cylindre concentrique. Le rotor ou induit (3) mobile au tour d'un arbre (4), le rotor et le stator sont séparés par l'entrefer (5).

Circuits électriques

Le circuit de l'inducteur

Constitué de bobine (6), branché en série, il est alimenté en courant continu. Les bobines enroulées au tour des noyaux polaires (7) sont la source du champ magnetique. Suivant le nombre de bobine inductrice on obtient:
Une machine bipolaire comporte deux pôles Nord et Sud comme sur la figure1. La droite (8) est appelée axe des pôles et (9) la ligne neutre. Une machine multipolaire comporte 2P: pôles inducteurs. P: représente le nombre de paire de pôle.

Le circuit de l'induit

L'enroulement au rotor très complexe est formé de conducteurs (10) logés dans les encoches (11) au tour de l'induit.
On relie ensemble deux conducteurs presque diamétralement opposés pour constituer une spire donc les deux extrémités sont soudées à deux lames voisines du collecteur(12) solidaire de l'arbre de rotation(4). Les liaisons entre les spires différentes selon les machines. Dans le cas le plus simple, toutes les spires sont en série et forment un bobinage fermé. Le conducteur est constitué de lames de cuivre isolées des unes des autres. Sur ce collecteur frottent des ballais fixes en carbone (13). De ces ballais partent les fils qui assurent la liaison électrique entre le rotor et l'extérieur de la machine.