Machine à courant continu

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La production du flux

Importance de flux

La f.e.m de la MCC E=KØr et le moment de son couple T=KØI sont des fonctions croissantes du flux. Si l'on désire obtenir un couple important Ø devra être le plus grand possible.

Circuit magnétique

Différentes modes d'excitation

Parmi les possibilités offertes pour la création du flux nous en retiendrons deux actuellement utilisées:

  • Dans la machine à excitation indépendante le circuit inducteur est alimenté par une source continue extérieure à la machine.
  • Dans la machine à excitation série l'inducteur est branché en série avec l'induit donc traversé par le même courant.

Constitution du circuit magnétique

Dans les deux cas l'inducteur crée une excitation magnétique qui donne naissance à un champ magnétique B=µH=µoµr.
Pour obtenir la valeur de B désirée avec H le plus faible possible, µ doit être élevé.

Force magnétomotrice (f.m.m)

Avec une excitation indépendante, on utilise un nombre important permettant de spire inductrice, ce qui permet de limiter le courant d'excitation i source de perte par effet joule.
Avec une excitation de type série, le courant pourra être important lorsque la machine fonctionne en charge. On ne bobine donc qu'un petit nombre de spire.

 

Si l'on utilise des aimants permanents, le champ magnétique créé reste constant et indépendant de l'état de charge de la machine (aimant permanant entraîne champ magnétique constant)

 


Variation de la f.e.m

Condition expérimentale

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Nous engageons une source extérieurs fournie à l'inducteur, le courant d'excitation i. Ici la machine est utilisée en excitation indépendante (quelque soit son fonctionnement ultérieur).
L'induit tourne à vitesse angulaire r et n'est traversé par aucun courant: I=0. La machine fonctionne à vide et n'est ni génératrice ni moteur. Cependant une f.e.m notée Ev existe aux bornes du rotor qui tourne dans le champ de l'inducteur.

Caractéristique à vide

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Elle donne les variations de la f.e.m Ev=KrØ en fonction de celle du courant i et r constante. Dans ces conditions la f.e.m s'écrit Ev=K'Ø avec K'=Kr. La caractéristique a la même forme que la courbe d'aimantation Ø=f(i) du circuit magnétique de la machine.
Sur la courbe on distingue trois zones:

  • De O à A Ev=K'Ø augmente proportionnellement au courant i. Les variations du flux en fonction de celle du courant sont linéaires. Ce qui entraîne que le circuit magnétique est linéaire. Donc que la perméabilité µr des substances ferromagnétiques soit constante.
  • De A à B le circuit commence à se saturer et µr diminue. Une importante variation du courant n'entraîne qu'une faible variation du flux de la f.e.m
  • Après le point B le circuit magnétique étant saturé, la f.e.m et le flux reste pratiquement constant même si l'intensité i du courant inducteur augmente

Remarques

Coude de saturation

La zone utile de fonction se situe au voisinage de la zone A appelée courbe de saturation. En de ça de A le circuit magnétique est sous utilisé. Au delà de B l'augmentation de courant i ne manifeste plus par un accroissement du flux en raison de la saturation mais les pertes par effet joule dans le circuit inducteur continue d'augmenter.

Influence de la vitesse de rotation

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Pour une valeur donnée du courant i, Ø reste constant et E reste proportionnel à la vitesse angulaire de rotation.

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