Exercice sur la MCC de l'Académie de Poitiers
- Connaissance des relations de base
- Réglage de la fréquence de rotation (en moteur)
- Fonctionnement à couple électromagnétique constant (en moteur). Démarrage en moteur, sous tension nominale
- Caractéristiques, en fonctionnement moteur
- Bilan de puissances, en fonctionnement moteur
- Animations sur la machine à courant continu.
- http://fabrice.sincere.free.fr/qcm/qcm.php?nom=qcm_mcc
Etude du moteur CC à excitation indépendante: Exercice 1 par Alain Jeanneaux
Un scooter électrique fonctionne grâce à un moteur à courant continu à excitation indépendante dont les caractéristiques sont les suivantes:
\( U_n = 18 V \) | \( I_n = 100 A \) | \( R = 0,05 \Omega \) |
\( u_{ex} = 18 V \) | \( i_{ex} = 1,5 A \) | |
\( n_n = 800 tr.min^{-1} \) le scooter roule à \( 45 km.h^{-1} \) | ||
La réaction magnétique d'induit est parfaitement compensée. |
- Représenter le modèle équivalent de l'induit et de l'inducteur du moteur
- Déterminer la fem E de l'induit
- En déduire la relation entre E et n en tr.min-1
- Déterminer la relation n en fonction de U pour \( I=I_n \)
- Tracer la caractéristique \( n=f(U) \)
- Déterminer la tension \( U_d \), tension de démarrage du moteur pour \( I=I_n \)
- Déterminer les pertes par effets Joules de l'induit puis de l'inducteur
- Sachant que les pertes collectives sont estimées à \( p_c = 340 W \), après avoir représenté le bilan des puissances, déterminer la puissance utile \( P_u \)
- En déduire le rendement du moiteur dans les conditions nominales
- Déterminer le couple utile \( T_{un} \) du moteur
Exercice 1 par Alain Jeanneaux (12'24")
Exploitation des essais du moteur à courant continu: Exercice N°2 par Alain Jeanneaux
L'induit d'un moteur à courant continu à excitation indépendante constante possède une résistance \( R=2 \Omega \), est alimenté par une tension U réglable.
- Premier essai
- Deuxième essai
- Dessiner le schéma du modèle équivalent de l'induit du moteur en orientant correctement tension et courant.
- Exprimer U en fonction de E et de R
- Calculer, pour le fonctionnement à vide, les valeurs des pertes collectives et du moment du couple de pertes \( p_c \)
- Sous une tension \( U = 200 V \), le rotor tourne à \( n=1400 tr/min \)
- Calculer la valeur de la fem
- Etablir la relation entre E et n (en tr/min)
- Calculer la tension de démarrage \( U_d \)
- La tension d'alimentation étant comprise entre 0 et 220 V, déterminer l'équation des variations de n (tr/min) en fonction de U.
- Tracer cette courbe
- Montrer que le moment du couple électromagnétique \( T_{em} \) est constant et calculer sa valeur numérique.
- Le moment du couple de pertes \( T_p \) étant proportionnel à la fréquence de rotation n, établir l'équation de la caractéristique mécanique du moteur \( T_u = f(n) \) avec n en tr/min.
- Tracer cette caractéristique pour 0<n<1600 tr/min
- Le moteur entraine une charge présentant un couple résistant \( T_r \) tel que \( T_r = 15 \cdot 10^{-3} n+ 5 \)
- Déterminer graphiquement les coordonnées du point de fonctionnement
- Déterminer par le calcul les coordonnées du point de fonctionnement
- Déterminer la tension d'alimentation permettant d'obtenir ce point de fonctionnement à l'aide de l'expression trouvée à la question 5
- L'inducteur est alimenté sous une tension \( u_{ex} = 220 V \) et traversé par un courant \( i_{ex}=0,4 A \), l'induit étant alimenté sous une tension \( U = 200 V \) (Rappel: le courant I est constant, et égal à I=25 A). Sachant que les pertes collectives sont de \( p_c = 235 W \) déterminer
- La puissance absorbée par le moteur \( P_a \)
- Les pertes Joules de l'inducteur
- Les pertes Joules de l'induit
- La puissance utile
- Déterminer le rendement du moteur
Contenu accessible aux personnes connectées
Moteur à courant continu Exercice N°2 par Alain Jeanneaux (20'58") https://youtu.be/Sx7eF7I2VF8