Aurélie 06/02
machines à courant continu

fiche cours

générateur :

Une machine à courant continu bipolaire fonctionne en générateur. Le flux utile par pôle est constant et égal à 18 mWb. L'induit comporte N=480 conducteurs. Sa résistance est R= 0,70 W; la machine fournit une puissance P= 2,1 kW à un circuit d'utilisation parcouru par un courant d'intensité I= 10 A. Calculer :

  1. La tension aux bornes de la machine.
  2. La force électromotrice.
  3. La fréquence de rotation.
  4. La puissance électromagnétique.
  5. Le moment du couple électromagnétique.
  6. La somme des pertes mécaniques et des pertes dans le fer, sacha,nt que la puissance mécanique reçue par l'induit est Pm= 2,4 kW.
corrigé
puissance (W) =tension (V) * intensité (A)

U = P/ I = 2100 / 10 = 210 V.

force électromotrice E:

U = E-RI d'où E = U+RI = 210 +0,70*10 = 217 V.

W =E *2p / (NF) = 217*2*3,14 / (480*0,018) = 157,7 rad/s ( 1507 tr/min = 25,12 tr/s )

puissance électromagnétique : Pé = EI = 217*10 = 2170 W.

T = 2170/(2*3,14*25,12) = 13,75 Nm.

pertes mécanique et pertes dans le fer : Pm+Pf .

puissance reçue par l'induit = Pm+Pf + puissance électromagnétique

Pm+Pf = 2400 - 2170 = 230W.

moteur ou générateur :

Une machine à courant continu bipolaire fonctionne en moteur . La tension aux bornes de l'induit est U=220 V. La fréquence de rotation de l'induit est n= 1500 tr/ min lorsque l'induit est traversé par un courant d'intensité I= 30 A. La résistance de l'induit est R= 0,33 W ; son enroulement comporte N= 420 conducteurs en cuivre de diamètre d = 2 mm et de résistivité r=1,7 10-8 W m. Calculer :

  1. la force électromotrice.
    - le flux utile par pôle.
    - la puissance électromagnétique.
    - le moment du couple électromagnétique.
    - le moment du couple utile sachant que la somme des pertes mécaniques et des pertes fer est 300W
    - la longueur moyenne d'un conducteur de l'induit.
  2. La machine fonctionne maintenant en générateur
  3. L'intensité du courant dans l'induit, la tension aux bornes et le flux utile par pôle sont inchangés.
    - Calculer la nouvelle fréquence de rotation nG.
    - Le sens de rotation étant le même qu'en moteur, que peut-on dire du sens du courant dans l'induit ?
    - Que devient le moment du couple électromagnétique ?
    - Quelle est l'action du couple électromagnétique dans ce fonctionnement ?
corrigé

flux par pôle : F= E / (Nn) avec n = 1500/60 = 25 tr /s

E = U - RI = 220-0,33*30 = 210,1 V.

F= 210,1 / (420*25) = 0,02 Wb.

puissance électromagnétique : Ei = 210,1*30 = 6300 W.

couple T = 6300/(2*3,14*25) = 40,13 Nm.

puissance utile = puissance électromagnétique - pertes mécaniques et pertes fer

Putile = 6300-300 = 6000W

couple utile Tutile = 6000 / (2*3,14*25) = 38,2 Nm.

le sens de rotation étant le même qu'en moteur, alors le courant est inversé dans l'induit.

Le couple électromagnétique est inchangé, ce dernier est résistant.

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