Fatine CHOUIRAFDépartement GI

ENSA Fès

Moteur à courant continu

IntroductionLe fonctionnement d’un moteur à Courant ContinuLes différents types du Moteur à Courant ContinuLe bilan des puissances des Moteurs à Courant ContinuLes avantages et les inconvénientsLe domaine d’utilisation et les critères de choix d’un

Moteur à Courant ContinuConclusion

Plan

Les actionneurs constituent une partie indispensable dans l’automatisation des systèmes de production tel que les vérins et moteurs pneumatiques, vérins et moteurs hydrauliques et les moteurs électrique dont La famille est constitué de 3 types essentiels.

Moteur à Courant Alternatifs synchrones, moteur à Courant Alternatif asynchrones, et moteur à courant continu

Inventé par zenobe gramme en 19éme siècle les MCC constituent une réponse indispensable à un certain nombre d’utilisation tel que les trains, les outillages industriels vu les avantages qu’ils présentent en terme de variation de la vitesse.

Introduction

Le fonctionnement du Moteur à Courant Continu

Le moteur à courant continu est constitué de deux parties essentielles:

Une armature externe fixe: Le statorUne armature interne mobile: Le rotorL’entrefer: l’espace qui sépare le stator du rotor

Les composants d’un MCC

Le stator: appelé également l’inducteur

Rôle : créer un champ magnétique dans l’espace

Il comprend 3 parties:

Les composants d’un MCC

Bobines magnétisantes

Culasse ou carcasse

Pôles

Le rotor: c’est l’induit. C’est le lieu de la conversion électromécanique.

Il est constitué de 3 parties:

Les composants d’un MCC

Feuilletage

Bobinage

Collecteur

Lorsque les conducteurs sont parcourus par un courant, ils sont soumis à des forces F1 et F2 qui tendent à faire tourner le rotor. Le collecteur permet d'inverser le sens du courant dans les conducteurs lorsque ceux-ci passent le plan vertical. Ainsi le sens du couple des forces F1 et F2 et donc le sens de rotation du moteur est conservé.

Fonctionnement d’un MCC

Les différents types du Moteur à Courant Continu

Le moteur à excitation indépendante

L’inducteur et l’induit sont alimentés séparément

Caractéristiques: Si n diminue, I induit augmente Si I augmente , le couple augmente

(peu) Moteur de faible puissance

Exemple d’utilisation : Aspirateur de voiture

L’inducteur de ce moteur est en série avec l’induit : le courant d’induit est également le courant d’excitation

Caractéristiques: si n diminue, I induit augmente si I augmente , le couple augmente

(beaucoup) la vitesse maximal peut atteindre

30000 [min-1] (tr/min) grand couple au démarrage

Le moteur à excitation série

Caractéristiques: si n diminue, I induit augmente si I augmente , le couple augmente ( un

peu )

Le moteur à excitation Shunt

Le bilan des puissances

Puissance absorbée

Pa =U× I

Pertes joule

Pj = R × I²

Puissance électrique

Pe = E × i m (Puissance électrique transmise à la partie tournante)

Puissance utile

Pu  C'est la puissance mécanique fournie par le moteur pour entraîner la charge.

Elle est donc nulle en fonctionnement à vide.

Pu =ΓuΩ

Pertes constantes

Pc Ces pertes sont la somme des pertes mécaniques et magnétiques.

Elles sont constantes à une vitesse donnée et peuvent se déterminer à vide.

Rendement h = Pu/Pa

Le bilan des puissances

Les avantages et les inconvénientsLes domaines d’utilisation

Les avantages: un couple de démarrage élevé sans surintensité ; une vitesse de rotation et couple faciles à réguler ; un surcouple transitoire important admissible pendant des temps très courts un excellent comportement dynamique ; une facilité de récupération d’énergie.

les inconvénients: une alimentation statorique et rotorique par courant continu (pont redresseur) ; un mauvais facteur de puissance à basse vitesse ; nécessite beaucoup de maintenance, notamment pour le remplacement des balais et du

collecteur ; ne peut pas être utilisé dans des environnements explosifs (le frottement des balais sur le

collecteur engendre des étincelles).

Les avantages et les inconvénients des MCC

Les domaines d’utilisation et les critères de choix

Les MCC ne sont plus utilisées en forte puissance, mais persistent en faible puissance (qqs W à qqs kW).

Les MCC sont utilisés normalement dans les machines de traction électrique telle que les trains, les métros…

Les MCC sont utilisées dans les machines outils.

Les domaines d’utilisation et les critères de choix des MCC

Type Vitesse type en tr/min

Couple dedémarrage en pour cent du couple à pleine charge

Rendement comparé Applications types

À bague de déphasage 1050, 1550, 3000 Très faible 50-100 % Faible

Petits ventilateurs et soufflantes à entraînement direct.

À condensateur permanent (PSC) 825, 1075, 1625 Faible 75-150 % Modéré

Ventilateurs et soufflantes à entraînement direct

À enroule ment auxiliaire de démarrage

1140, 1725, 3450 Faible à modéré 130-170 % Modéré

Ventilateurs et soufflantes à courroie et à entraînement direct, petits outils, pompes centrifuges et appareils électroménagers

À démarrage par conden sateur 1140, 1725, 3450 Modéré à élevé 200-

400 % Modéré à élevé

Pompes, compresseurs, outils, convoyeurs, machines agricoles et ventilateurs industriels

Conclusion

Merci