Description de la Machine courant continu

Anne Universitaire : 2011/2012

Prsent par Maazi Karim

Dirig par Dr. R. Tifouti

Plan de Prsentation1. 2. 3. 4. 5.

6.7. 8.

Introduction Domaine dutilisation et Description Principe de fonctionnement Phnomne de la Raction magntique dinduit Phnomne de la commutation Le fonctionnement en gnratrice Le fonctionnement en moteur Conclusion

IntroductionLa machine courant continu a t invente en 1871 par lingnieur Gramme; de nos jours elle nest plus utilise quen fonctionnement moteur dans les systmes vitesse variables, vu la souplesse et la simplicit de leurs commandes. Linconvnient majeur de ces machines rside dans le systme balais collecteur qui limite ces dernires en puissance et en vitesse et qui ncessite un entretien rigoureux. Leur cout lev les rend presque obsolte par rapport aux machines courant alternatif. Toute fois ltude de la MCC est ts intressante car elle permet de connaitre beaucoup de phnomne ainsi que des caractristiques trs intressantes.

Domaines dutilisationTraction lectriqueIndustries Ptrolire

Machine courant continu

Laminoirs

Industries minires

Machines outils

Description de la MCCLa machine courant continu est constitue principalement de:

LinducteurPles principaux Culasse

Ples de commutation

Bobinage inducteur

Linduit

Collecteur

Bobinage de linduit

Les encoches

Le collecteur et les balais

Lames de cuivres

Ailettes

Les balais

Le porte balais

Principe de Fonctionnement

La loi de Lenz pour les gnratrices

La loi de Laplace pour les moteurs

Principe de Fonctionnement

Rle du collecteur

Conclusion Pour assurer une tension qui ne sannule plus, il faudrait multiplier le nombre de f.e.m. lmentaires. Puisquelles sont cres sur le pourtour du rotor, elles sont dcales dun incrment angulaire. En les ajoutant la tension entre balais est plus importante et la superposition ne montre plus dannulation. Pour raliser ce scnario, il faut passer de la spire lenroulement, c'est--dire augmenter le nombre de conducteurs.

Schma lectrique quivalent global de linduitLa machine courant continu dispose de 2p ples et N conducteurs rpartis dans 2a voies d'enroulement. Son schma interne peut tre reprsent comme suit:

La forme gnrale de la fem sera

E=p/a N.n.

Phnomne de la Raction magntique dinduit

CauseLe phnomne de la R.M.I est d leffet du champ magntique cre par lenroulement de linduit lorsque ce dernier est parcouru par un courant Ia, sur le champ principale cre par les bobines inductrices. En effet, vide il existe seulement la F.m.m des ples inducteurs (excitation) qui cre le flux principal.

Phnomne de la Raction magntique dinduit Effets de la RMI1. Diminution du flux traversant linduit et par consquent laffaiblissement de la fem. 2. Dcalage de la ligne neutre qui tait confondue avec laxe inter polaire dun angle . 3. Apparitions dtincelles importantes au niveau du collecteur. 4. Surtension au niveau de certains conducteurs en face des cornes polaires.

Remedes1. Mise en place des enroulements de compensation qui sont logs dans des encoches sur les pices polaires de telle sorte quils soient traverss par le courant dinduit mais en sens oppos, ils sont en gnral utiliss sur les machines de grande puissance. Dcalage des balais, mais la machine perd sa proprit de rversibilit et ce procd ne rgle pas le problme de variation de la charge. Augmentation de lentrefer au niveau des cornes polaires

2.3.

Phnomne de la commutation

Dfinition Cest le changement brusque du sens du courant dans une section de lenroulement dinduit, lors de son passage au niveau de la ligne neutre

Phnomne de la commutation Effets de la Commutation1. 2. Cration dtincelles au niveau du collecteur. Les tincelles risquent de se maintenir assez longtemps pour relier les deux balais crant ainsi un flash au niveau du collecteur entrainant ainsi la destruction du collecteur est de linduit

Remedes1. Utilisation du charbon graphite qui a une plus grande rsistance la place du cuivre graphite ou le bronze graphite), linconvnient cest quil prsente une U=2v, donc cette solution est prconise pour les machines de grande puissances. Le dcalage des balais de la ligne neutre thorique . Les ples de commutation jouent un double rle : Neutraliser les fem induites dans la section en court circuit par la cration dune fem de commutation gale et oppose cela entraine la rduction des tincelles. Pour neutraliser les effets de la RMT, avec cette solution les balais ne seront pas dcals de la ligne neutre thorique. Par ailleurs, les ples de commutation comme ceux de compensation, sont aliment en srie avec linduit mais en sens inverse.

2. 3.

Fonctionnement en gnratriceFonctionnement vide Caractristique interne E=f(j)

Fonctionnement en gnratriceFonctionnement en charge dune gnratrice excitation indpendante Caractristique externe U=f(I)

Fonctionnement en gnratriceFonctionnement en charge dune gnratrice excitation indpendante Caractristique de rglage I=f(j) U et n cste

Fonctionnement en gnratriceBilan nergtique

Fonctionnement en gnratriceFonctionnement en charge dune gnratrice excitation Shunt Point de fonctionnement Phnomne damorage Lamorage est lensemble des phnomnes qui se produisent entre linstant ou linterrupteur K1 est ferm et celui ou la gnratrice dlivre une tension (K2 ouvert).

Fonctionnement en gnratriceFonctionnement en charge dune gnratrice excitation Shunt Point de fonctionnement Phnomne damorage Lamorage est lensemble des phnomnes qui se produisent entre linstant ou linterrupteur K1 est ferm et celui ou la gnratrice dlivre une tension (K2 ouvert).

Droite des inducteurs

Fonctionnement en gnratriceFonctionnement en charge dune gnratrice excitation Shunt Caractristique externe U=f(I) j et n=cste

Bilan nergtique

Fonctionnement en gnratriceFonctionnement en charge dune gnratrice excitation compose Caractristique externe U=f(I) j et n=cste Selon les connexions on aura;

Compoundage additif cest--dire C et S sont de mme sens. Compoundage soustractif cest--dire C et S sont de sens opposs.

Fonctionnement en moteurMoteur excitation shunt et indpendante

Caractristiques des Moteurs excitation shunt et indpendante

Caractristiques des Moteurs excitation shunt et indpendanteMoteur shunt ou indepCouple de dmarrage Domaine dutilisation

Le couple est proportionnel au courant donc il possde un bon couple de dmarrage

machines outils Ascenseur de mine Domaines des vitesses variables et couple constant

Caractristiques des Moteurs excitation srie

Caractristiques des Moteurs excitation shunt et indpendanteMoteur srie Couple de dmarrage Domaine dutilisation

Le couple est proportionnel au carr du courant donc il possde un trs bon couple de dmarrage

traction lectrique Grues Pompes

Caractristiques des Moteurs excitation shunt et indpendanteFlux additif Moteur compound Flux soustractif

Il possde un trs bon couple de dmarrage Il ne semballe pas vide

la vitesse est quasiment constante

PROCEDES DE FREINAGE DES MOTEURS A COURANT CONTINUFreinage par rcupration Freinage rhostatique Freinage par contre courant

Consiste renvoyer lnergie cintique du moteur vers le rseau sous forme lectrique

Lnergie cintique est transforme en pertes joules dans la rsistance de freinage

Consiste inverser le sens du courant dans linduit en gardant le sens de linducteur

CONCLUSION GENERALE

Avantages Commande facile : U n et I Tu Couple au dmarrage important Facilement rversible (U par rapport E)

Inconvnients Emballement possible Prix lev Maintenance ncessaire Source importante de nuisances (tincelles)

Merci pour votre attention