Dans l’intervalle de l’électronique de puissance et les organes de commande, la vitesse variable est un besoin qui se généralisé dans tous les secteurs de l’industrie et des transports. C’est en effet, la solution qui permet de contrôler un système avec la dépense minimale d’énergie et de matière primaire.

La machine à courant continu à vitesse variable reste toujours très répondu dans un grand nombre d’application, depuis les industries lourdes jusqu’aux robots, en passant par la traction cela s’explique par la simplicité de son fonctionnement, de son alimentation et de sa commande aussi bien en vitesse qu’on position ou en couple.

En plus, la machine à courant continu est chère à cause de son collecteur utilisable dans les atmosphères humides, risque d’explosion et aux charbons pendant la commutation des balais.

Dans ce domaine de vitesse variable on suppose des différents commande à partir du réglage de tension d’alimentation de l’induit ou de l’inducteur, ces réglage sont facilement obtenus à partir des convertisseurs classique de structures élémentaires et à commande.

I- Introduction

Les machines électriques sont réversibles, c'est à dire qu’elles peuvent fonctionner en moteur ou en générateur ; on transforme l’énergie électrique en énergie mécanique comme moteur ou transforme l’énergie mécanique en énergie électrique comme générateur.

Nous rappelons ici les principales propriétés des machines à courant continu en vue de leur utilisation à vitesse variable. L’étude des équations et des caractéristiques de la machine ainsi que la mode de réglage de la vitesse motivera le choix du moteur. Nous allons représenter le schéma de conversion d’énergie suivant :

II- Constitution [1, 2]

Le moteur à courant continu se constitue :

· Circuit magnétique comportant une partie fixe si le stator, une partie tournant si le rotor l’entrefer l’espace entre les deux parties.

· L’inducteur (le stator) crée les champs tournant par un bobinage.

· Un circuit électrique induit (rotor) subit les effets de ce champ magnétique.

Le collecteur et les balais permettant d’accéder au circuit rotorique.

Fig. I.3 constitution de la machine

III- Principe de fonctionnement de la machine

III.1- principe de marche du générateur

La forme la plus simple de générateur á courant continu est la dynamo à disque, mise au point par Faraday. Il s'agit d'une roue de cuivre, dont une moitié est placée entre les pôles d'un aimant en forme de fer à cheval. Lorsque ce disque tourne, un courant est induit entre le centre du disque et son bord, dû à l'action du champ de l'aimant. Le disque peut également faire office de moteur, si on applique une tension entre le bord du disque et son centre. La force produite par la réaction magnétique provoque alors la rotation du disque.

III.2- Principe de marche du moteur

En alimentant l’induit d’un moteur excite par une source séparée. Chaque brin actif place dans un champ et parcouru par un courant, est soumis à une force électromagnétique dont le sens est donne par la règle des trois doigts de la main droite. Les composantes tangentielles de toutes ces forces produisent par leur ensemble, Un couple qui détermine la rotation d’induit. La machine reçoit de l’énergie électrique et fournit de l’énergie mécanique. C’est un moteur.

III.3- Force électromotrice

Nous avons qu’une bobine en mouvement dans un champ magnétique voit apparaître à ses bornes une force électromotrice (f.e.m) donnée par la loi de faraday sur ce principe, la machine à courant continu est le siège de (f.e.m).

……………………….…..….. (I-1)

Alors, on peut écrire cette dernière sous la forme suivante :

..................................................... (I-2)

Si de plus la machine fonctionne à flux constants.

Avec :

P : le nombre de paires de pôles.

a : le nombre de paires de voies d’enroulement.

n : le nombre de conducteur.

Φ : flux maximum à travers les spires (wb).

N : vitesse de rotation (t_r/s).

III.4- Réaction d’induit

On appelle réaction d’induit h_m tout flux Φ_r crée par l’induit lors de l’existence du courant I_rce flux Φ_rest perpendiculaire au flux d’inducteur Φ_std’où il porte l’appel réaction transversal.

IV- Notion du couple électromagnétique [3, 4]

C’est le couple qui correspond à la puissance passée de la forme électrique à mécanique ou réciproquement. Si I_adésigne le courant dans l’induit le couple électromagn- étique C_ecorrespond :

Dans un moteur à la puissance E’I_apassée de la forme électrique à mécanique.

Dans un générateur à la puissance EI_apassée de la forme mécaniqueà électrique.

Mécanique navale et génie électrique

samedi 22 décembre 2012

Mécanique navale

jeudi 13 décembre 2012

Variateur de vitesse de moteur a courant continu

I- Introduction

III.2- Principe de marche du moteur

III.3- Force électromotrice

III.4- Réaction d’induit