Machine à CC

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Fonctionnement en génératrice

Fonctionnement en moteur

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Création d’une force électromotrice induite

- Conducteur de longueur L en mouvement à vitesse constante dans un champ uniformeet orthogonal au plan de mouvement du conducteur

- Entre t et t+dt, la barre parcourt la distance élémentaire dy = V.dt

- Le flux coupé par le conducteur est alors d = B.L.dy

- En appliquant (en module) la loi de FARADAY, on obtient l’expression de la f.e.m. induite :

= = . .

Remarque : si l’induction ou la vitesse changent de sens, le sens du flux change et la f.e.m.change de signe

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Réversibilité du phénomène

Si le conducteur est maintenant parcouru par un courant contant I, la loi de LAPLACE

= . donne l’effort élémentaire appliqué au conducteur :

= . . . ⃗ Le conducteur est soumis à l’effort

= − . . . ⃗ La force provoque un déplacement qui montre l’aspect réversible du phénomène.

On remarque que le mouvement a lieu dans le sens contraire au précédent (- ⃗). C’est ce quel’on traduit souvent par l’expression de f.e.m. « s’opposant » au déplacement duconducteur.

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Première machine élémentaire

- Un rotor cylindrique en fer de rayon R et de longueur L, entouré d’une spire mise en rotation àla pulsation => Constitue l’INDUIT

- La spire comporte un conducteur aller sous le pole sud (génère une f.e.m. + e) et un retoursous le pole nord (génère –e) car la vitesse est opposée à l’autre pole. L association sérieajoute les 2 f.e.m.

- Induction magnetique optimale => le rotor est situé entre deux pôles qui épousent au mieux laforme pour assurer un entrefer constant et minimum.

- Le champ magnétique est créé dans l’entrefer par les enroulements d’inducteur (normal et demodule contant en tout point de l’entrefer et par continuité à la surface du rotor).

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f.e.m. induite sinusoïdale

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Redressement d’une f.é.m. induite sinusoïdale

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Généralisation

L’induit d’une machine à courant continu estcomposé de deux ensembles deconducteurs qui sont montés en séries.

Le premier ensemble comme le montre lafigure est composé de quatre spiresdésignées par (1,10), (3,12), (5,14) et (7,16),le deuxième ensemble de même nombre despires désignées par (2,9), (4,11), (6,13) et(8,15).

Soit a le nombre de paire de voies et nc lenombre de conducteurs actifs tel quenc=2q/2a.

Les conducteurs organisés en voiess’enroulements sont mis en parallèle. Celadiminue la f.e.m. d’un facteur égal aunombre de voies soit 2a

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Calcul de f.e.m.

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Expression de la f.e.m. généralisée

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F.e.m. à vide

F.e.m. à charge

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Équations aux tensions d’un moteur à CC

Équations aux tensions d’une génératrice à CC

(I) ( réaction magnétiquede l’induit) et eB (tensioncontact des balais)peuvent être négligées

(I) ( réaction magnétiquede l’induit) et eB (tensioncontact des balais)peuvent être négligées

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Caractéristiques des Machines à CC

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Symboles de la MCC

Conversion d’énergie

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Fonctionnement en mode moteur

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Fonctionnement en mode génératrice

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Bilan de puissances : Cas des moteurs à CC

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Bilan de puissances : Cas des génératrices à CC

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Rendement