Moteurs à courant continu36

Atelier : Moteurs à courant continu
Labo : Electrotechnique
Moteurs à courant continu
TP N°4
I. BUT DE LA MANIPULATION :
Le but de la manipulation est l’étude de moteur à courant continu en excitation
indépendante, excitation shunt et excitation série puis faire la comparaison entre eux en
étudiant leurs comportements pour les essais pratiques à vide et en charge et en
représentant les caractéristiques : η = f(I) ; T = f(I) ; n = f(I) et Pa = f(I).
II. RAPPEL THERORIQUE :
II.1. Moteur à excitation séparée :
II.2. Moteur à excitation shunt :
Figure 3.23
II.3. Moteur à excitation série :
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III.
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MANIPULATION :
III.1. Moteur à courant continu à excitation séparée :
• Quel type de conversion d’énergie réalise un moteur à courant continu ?
• Donner la relation électromagnétique de l’induit relative à la force électromotrice en
précisant les noms et les unités des grandeurs intervenants :
• Quelles sont les grandeurs permettant de faire varier cette fem ? Sur quelles parties du
dispositif peut-on les régler ?
III.1.1. Caractéristique à vide :
• Qu’est-ce que la caractéristique à vide de la machine ?
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• Donner un schéma de montage permettant d’obtenir cette caractéristique en représentant
les appareils de mesure nécessaire :
• Donner la valeur nominale de la vitesse de rotation de moteur ainsi que la valeur
nominale du courant d’excitation (ie):
• Remplir le tableau de mesure ci-dessous lors d’une phase de croissance puis de
décroissance du courant d’excitation :
Courant
0,1.ieN 0,2.ieN 0,3.ieN 0,4.ieN 0,5.ieN 0,6.ieN 0,7.ieN 0,8.ieN 0,9.ieN
ieN
1,2.ieN
d’excitation
ie (A)
Fem E (V)
Courant
1,2.ieN
ieN
0,9.ieN 0,8.ieN 0,7.ieN 0,6.ieN 0,5.ieN 0,4.ieN 0,3.ieN 0,2.ieN 0,1.ieN
d’excitation
ie (A)
Fem E (V)
• Tracer les courbes E=f(Ie) pour sens croissant et décroissant de ie sur le même graphique ;
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• Commenter et conclure :
III.1.2. Fonctionnement en charge :
Le moteur fonctionne maintenant en charge à fréquence de rotation nominale et flux
inducteur nominal.
• Donner la valeur de l’intensité nominale du courant d’induit. En déduire la valeur de la
résistance de charge pour un fonctionnement nominale de la machine.
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• Donner un schéma de montage permettant de mesurer la tension et l’intensité du
courant d’induit de moteur en représentant aussi la charge entrainée.
• Remplir le tableau de mesure ci-dessous, pour U=Cte et u=200V :
Type de
n (trs/min)
I (A)
u (V)
i (A)
T (N.m)
Pu (W)
fonctionnement
En charge
Charge
nominale
En surcharge
• Effectuer la mesure à chaud de la résistance de l’induit et de la résistance de
l’inducteur :
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• Calculs des grandeurs électriques du moteur :
Formules à utilisées :
E’ = U – R.I ;
Pa = U.I + u.i ;
pjr = R.I2 ;
pe = u.i ;
Pu = E’.I – pc avec pc = ……..W ;
Peu = E’.I ;
Pu = Peu – pc ;
η = Pu /Pa
E’ (V)
Type de
Pa (W)
Pu (W)
Pjr (W)
Pe (W)
η%
fonctionnement
En charge
Charge
nominale
En surcharge
• Tracer les caractéristiques motrices suivantes sous U = Cte et u = 200 V :
η = f(I) ;
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T = f(I) ;
n = f(I) ;
Pa = f(I)
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• Commenter et conclure :
III.2. Moteur à excitation shunt :
III.2.1. Fonctionnement à vide :
• Donner un schéma de montage permettant d’obtenir cette caractéristique en
représentant les appareils de mesure nécessaire :
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• Remplir le tableau de mesure ci-dessous lors d’une phase de croissance puis de
décroissance du courant d’excitation :
Courant
0,1.ieN 0,2.ieN 0,3.ieN 0,4.ieN 0,5.ieN 0,6.ieN 0,7.ieN 0,8.ieN 0,9.ieN
ieN
1,2.ieN
d’excitation
ie (A)
Fem E (V)
Courant
1,2.ieN
ieN
0,9.ieN 0,8.ieN 0,7.ieN 0,6.ieN 0,5.ieN 0,4.ieN 0,3.ieN 0,2.ieN 0,1.ieN
d’excitation
ie (A)
Fem E (V)
• Tracer les courbes E=f(Ie) pour sens croissant et décroissant de ie sur le même
graphique ;
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• Commenter et conclure :
III.2.2. Fonctionnement en charge :
Le moteur fonctionne maintenant en charge à fréquence de rotation nominale et flux
inducteur nominal.
• Donner la valeur de l’intensité nominale du courant d’induit. En déduire la valeur de la
résistance de charge pour un fonctionnement nominale de la machine.
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• Donner un schéma de montage permettant de mesurer la tension et l’intensité du
courant d’induit de moteur en représentant aussi la charge entrainée.
• Remplir le tableau de mesure ci-dessous, pour U=Cte et u=200V :
Type de
n (trs/min)
I (A)
u (V)
i (A)
T (N.m)
Pu (W)
fonctionnement
En charge
Charge
nominale
En surcharge
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• Calculs des grandeurs électriques du moteur :
• Formules à utilisées :
E’ = U – R.I ;
Pa = U.I + u.i ;
pjr = R.I2 ;
pe = u.i ;
Pu = E’.I – pc avec pc = ……. W ;
Peu = E’.I ;
Pu = Peu – pc ;
η = Pu /Pa.
Type de
E’ (V)
Pa (W)
Pu (W)
Pjr (W)
Pe (W)
η%
fonctionnement
En charge
Charge
nominale
En surcharge
• Tracer les caractéristiques motrices suivantes sous U = Cte et u = 200 V :
η = f(I) ;
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T = f(I) ;
n = f(I) ;
Pa = f(I)
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Commenter et conclure :
III.3. Moteur à excitation série :
III.3.1. Remarque Important a propos de l’essai a vide:
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III.3.2. Fonctionnement en charge :
Le moteur fonctionne maintenant en charge à fréquence de rotation nominale et flux
inducteur nominal.
Donner la valeur de l’intensité nominale du courant d’induit. En déduire la valeur de la
résistance de charge pour un fonctionnement nominale de la machine.
Donner un schéma de montage permettant de mesurer la tension et l’intensité du courant
d’induit de moteur en représentant aussi la charge entrainée.
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Remplir le tableau de mesure ci-dessous, pour U=Cte et u=200V :
Type de
n (trs/min)
I (A)
u (V)
i (A)
T (N.m)
Pu (W)
Pu (W)
Pjr (W)
Pe (W)
η%
fonctionnement
En charge
Charge
nominale
En surcharge
Calculs des grandeurs électriques du moteur :
Formules à utilisées :
E’ = U – R.I ;
Pa = U.I ;
pjr = R.I2 ;
pe = rd.I2 ;
Pu = E’.I – pc avec pc = ……. W ;
Peu = E’.I ;
Pu = Peu – pc ;
η = Pu /Pa.
Type de
E’ (V)
Pa (W)
fonctionnement
En charge
Charge
nominale
En surcharge
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Tracer les caractéristiques motrices suivantes sous U = Cte et u = 200 V :
η = f(I) ;
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T = f(I) ;
n = f(I) ;
Pa = f(I)
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• Commenter et conclure :
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