moteurDC

Définitions de base Vitesse de base C'est la vitesse nominale du moteur  obtenue pour la charge nominale, nominale, la tension d'induit nominale, nominale, l'excitation nominale, nominale, à la température de service normale. Les valeurs nominales sont notées sur la plaque signalétique

Conception d'ensemble STATOR La

carcasse, les pôles principaux et les pôles pôl es de commutation sont entièrement feuilletés. Les composants du stator sont soudés ensemble dans un bâti de fixation f ixation qui aligne et presse les tôles ensemble en une unité monobloc.

Conception d'ensemble INDUIT INDUIT (Rotor) Le noyau d'induit est constitué de disques en tôles électromagnétiques isolées. L'enroulement

d'induit est en cuivre isolé verni. Les bobinages de cuivre sont placés dans l'isolant des encoches.

Principe de fonctionnement

Un

moteur à courant continu comporte deux parties p arties :

le stator , partie fixe, constitué par un aimant ou un électroaimant appelé également inducteur qui inducteur  qui crée un champ magnétique dirigé vers l'axe du rotor. Le rotor , partie mobile, appelé également induit induit,, constitué par un cylindre d'acier doux à la périphérie duquel sont disposés disposé s des conducteurs reliés aux lames du collecteur  collecteur sur  sur  lesquelles frottent deux charbons, ou balais, balais, qui assurent la liaison avec les bornes du moteur.

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

Les bobinages d'induit Le

collecteur est constitué de bagues conductrices conductri ces où frottent 2 balais appelés charbon charbon.. L'induit se comporte comme une seule et même bobine lorsqu'il est alimenté par les balais. Il est souhaitable d'avoir un grand nombre de lames, cela permet :  un couple plus régulier régulier,,  un effet inductif inductif entre entre 2 lames plus faible donc des étincelles étincelles plus plus faibles.

Symboles Symboles et câblage Symbole

général Moteur à excitation parallèle

Moteur courant continu

Moteur courant continu à aimant Permanent Induit + inducteur 

Moteur à excitation série

Relations gamma * Phy ; Oméga +

: couple Nm K : constante de fabrication * : flux magnétique (Weber) Im : courant d¶induit E : force électromotrice fem ;: vitesse angulaire n : fréquence de rotation tr.s -1 +

E = K .n.* +=

K .Im.* T

Remarque : pour un moteur à aimant permanent ces équations se réduisent à

K' . Im E = K' . n +=

Relations du moteur à courant continu à aimant permanent Modèle équivalent

Le

:

moteur à courant continu à aimant permanent est équivalent à une force électromotrice en série avec une résistance interne : R induit

E = K .n.*

Force

électromotrice fem ou fcem

La

force électromotrice ou force contre électromotrice (fem (fe m ou fcem) d'un moteur à courant continu à aimant permanent est proportionnelle proportionnel le à la vitesse de rotation. En particulier, si la vitesse est nulle, la fem est nulle aussi.

E = K .n.*

Bilan

des puissances Expression des puissances lorsque la tension aux bornes du moteur et l'intensité qui le traverse sont variables au cours du temps. Puissance absorbée Pa = um × im

Pertes joule Pj = R × Ieff² 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 f onctionnement à vide. 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

L=

Pu/Pa

Caractéristique aractéristique électrique

Couple en fonction du courant

Le couple est proportionnel au courant d¶induit

+n

I0

+=k.Im

couple nominal

Courant minimum

In

Courant nominal

Nominal : se dit d¶une performance annoncée par le fabricant.

Caractéristique aractéristique électrique

Vitesse

en fonction de la tension d¶induit

La vitesse est proportionnelle à la tension d¶induit

E = k.;

n0 Vitesse à vide nn Vitesse nominale

U0

tension minimum avec couple nominal

Un

tension nominale

Caractéristique aractéristique électrique Vitesse

en fonction de la charge à tensions constantes La

pente est due à la résistance d¶induit

n0=+5 à +10% de nn Exemple perceuse 5% n0 = 1580 tr.mn-1 nn = 1500 tr.mn-1

Moteur

universel

Moteur à excitation parallèle

Moteur à excitation série La

polarité de l'induit et de l'inducteur l 'inducteur dépendent du sens du courant, si celui-ci s'inverse, les pôles de l'induit l'indui t et de l'inducteur s'inversent aussi, mais les forces résultantes sont toujours dans le même sens. Un

moteur universel peut être alimenté par une fem alternative ou continue.

Moteur universel en alternatif 

 Alternance positive

 Alternance négative

Utilisation de ce ty type de moteur   Moteur de de faible encombr encombrement ement,,  couple couple import important ant,,  rendement rendement médiocre médiocre,, de 20 à 50%  création création de de parasite parasites s Exemples :  Moteur Moteur de perceu perceuse, se,  aspirat aspirateur eur,,  robot robot ménage ménagerr etc... etc... (appareils électroportatifs en général).