97COU029 .......Enoncé : Contrôle de connaissances sur la machine à courant continu à excitation indépendante

On considère une machine à courant continu à excitation indépendante. Elle est supposée parfaitement compensée.

Notations :

1. Relations fondamentales

Indications :

1.1. k a la même valeur dans les expressions de E et de Tém.

Cocher les cases correspondant aux expressions de E et Tém :

E =

k.W.I ¨

k.f.I ¨

k.f.W ¨

k.f. ¨

Tém =

k.W.I ¨

k.f.I ¨

k.f.W ¨

k.f.n ¨

1.2. Le flux f dépend de :

n ¨

ie ¨

I ¨

ue ¨

U¨

1.3. Si le matériau est non saturé, f s'exprime par :

k'.n ¨

k'.ie ¨

k'.I ¨

k'.ue ¨

k'.U ¨

1.4. Relation entre n et W :

W =

p.n ¨

2p.n ¨

2n ¨

n/2p ¨

1.5. Relation entre Tém et E :

Tém =

n.I.E ¨

2p.E ¨

E.I/W ¨

E.I/2p.n ¨

1.6. Expression de Pém :

Pém =

E/I ¨

E.I ¨

E.I/W¨

E.I/2p.n ¨

1.7. Dans le schéma suivant, la machine à courant continu fonctionne en :

génératrice ¨

moteur ¨

 

La loi d'Ohm aux bornes de l'induit s'écrit :

U = E - R.I ¨

U = E + R.I ¨

Les relations utiles pour la suite de l'exercice peuvent être consultées dans l'aide.

2. Réglage de la fréquence de rotation :

2.1. Pour un fonctionnement à vide et à courant ie constant, on divise par 2 la tension U (le courant à vide Io est négligé).

Comment évoluent E et n ?

E est :

multipliée par 2 ¨

divisée par 2 ¨

reste constante ¨

n est :

multipliée par 2 ¨

divisée par 2 ¨

reste constante ¨

2.2. On donne la relation :

f :

augmente ¨

diminue ¨

reste constante ¨

n :

augmente ¨

diminue ¨

reste constante ¨

le moteur :

fonctionne normalement ¨

s'emballe ¨

s'arrête ¨

f :

augmente ¨

diminue ¨

reste constante ¨

n :

augmente ¨

diminue ¨

reste constante ¨

3. Fonctionnement à couple électromagnétique constant :

Indication : utiliser l'expression de Tém .

I :

augmente ¨

diminue ¨

reste constante ¨

I :

augmente ¨

diminue ¨

reste constante ¨

4. Démarrage d'un moteur sous tension nominale :

4.1. Démarrage direct : le courant de démarrage direct est noté Idd

Au tout début du démarrage :

E =

U ¨

0 ¨

quelconque ¨

Idd est :

nul ¨

très grand ¨

égal à Inominal ¨

4.2. On place un rhéostat en série avec l'induit du moteur pendant la phase de démarrage. Le courant de démarrage avec rhéostat est noté Id.

Id est :

supérieur à Idd ¨

inférieur à Idd ¨

égal à Idd ¨

5. Caractéristiques :

On donne les allures de quatre caractéristiques a) b) c) d).

Reconnaître ces caractéristiques en indiquant la lettre correspondante dans la case.

n = f(I) à U et ie cst

¨

Tém = f(I) à ie cst

¨

Tém = f(n) à ie et U cst

¨

n = f(ie) à U cst

¨

 

6. Puissances et pertes d'un moteur à courant continu :

Le bilan de puissances peut être schématisé comme suit :

6.1. Reconnaître les puissances en indiquant l'indice correspondant dans la case.

6.2. Expressions de Pém :

6.3. Expressions du rendement global h du moteur :

  • ¨

  • ¨

  • ¨

  • ¨

  • ¨