" 1 cheval " = 736 Watts 1 RPM = 1 rotation per minute = 1 tr/min

Machine à courant continu
TD5-MCC-1
Une machine à courant continu porte sur sa plaque signalétique les indications suivantes:
230 V
4 kW
1500 tr/mn
SHUNT
1 Ch DIN = " 1 cheval " = 736 Watts
1 RPM = 1 rotation per minute = 1 tr/min
La courbe de la f.e.m à vide a été relevée à une vitesse de
1500 tr/mn.
E(V) 11
122
173
202
216
224
230
234
238
240
Ie(A) 0
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
La résistance de l’inducteur vaut 120 Ω, celle de l’induit 0.6 Ω.
LIEN VERS xls
MCC à vide
250
A
B
E vide (V)
200
150
100
50
0
La résistance de l’inducteur vaut
-50
0
0,2
120 Ω, celle de l’induit 0.6 Ω.
0,4
0,6
0,8
1
1,2
I excitation (A)
A Fonctionnement en génératrice:
1,4
1,6
1,8
2
La machine est entraînée à vitesse nominale. L’inducteur est alimenté par une source auxiliaire. Le courant d’excitation Ie a pour
valeur 1.1 A = Ie(C).
A.1 Quel est la f.e.m de la machine?
Linéarisation entre les deux points A et B
en A : E(A) = 216 V et Ie(A) = 1 A
en B : E(B) = 224 V et Ie(B) = 1,2 A
E(C) = 216 + ( ( 224 - 216 ) / ( 1,2 - 1) )* ( Ie - 1 ) = 220
V
A.2 Que deviendrait la f.e.m si la vitesse de la machine était de 1000 tr/mn?.
VOIR COURBE VERTE
On lit 220 * 1000 / 1500 = 147 V à 1000 RPM
A.3 La machine débite maintenant un courant de 20 A dans un plan de charge. Quel est la tension au bornes de l’induit ?
U = E - Ra * I = 220 - 0,6 * 20 = 208 V pour 1500 RPM
B Fonctionnement en moteur à excitation séparée:
L’inducteur est toujours alimenté par une source auxiliaire (excitation séparée). Le courant d’excitation
Ie a pour valeur 1.1 A.
L’induit est relié à une source de tension continue V = 230 V.
Les pertes magnétiques et mécaniques seront négligées.
B.1 Quel est la vitesse de rotation
NVseparé en l’absence de charge mécanique ?
à vide, I = 0 et V = Evide_separé + Ra * I = 230 V
pour Ie = 1,1 A et N = 1500 RPM on a Evide1500 = 220 V
Donc NVseparé = Evide_separé / Evide1500 * 1500 = 230 /220 * 1500 = 1568 RPM
B.2 La machine absorbe maintenant un courant de I
= 20 A. Quel est la vitesse N20sep de la machine?
en charge, I = 20A et V = Evide_separé + Ra * I = 230 V
Evide_separé = V - Ra * I = 230 - 0,6 * 20 = 218 V
N20sep = Evide_separé / Evide1500 * 1500 = 218 / 220 * 1500 = 1486
RPM
B.3 Déterminer les valeurs du couple et de la puissance mécanique.
Pem = Cem Ω = E I = 218 * 20 = 4360 W = 4,36
kW = 6 ch DIN "vapeur"
Cem = Pem / Ω = 4360 / ( 1486 * 2 * Π / 60 ) = 28
Nm
Pu = Pem - Perteméca ≈ Pem = Puiss_méca
B.4 Déterminer pour ce point de fonctionnement le rendement de la machine.
η
= Pu / Pabs
≈ 0,92 = 92%
Pabs = U I + P EXCITATION = U I + Re Ie2
C Fonctionnement en moteur à excitation shunt:
L’inducteur de la machine est branché en dérivation sur l’induit. Un rhéostat permet de régler le courant dans
l’inducteur. L’induit est alimenté sous 230 V continu.
C.1 Calculer la valeur Rh du rhéostat pour avoir une vitesse de N = 1500 tr/mn.
On veut N = 1500 RPM avec pour V = 230 V et donc il faut un courant Ie
= 1,4 A
0,6 = Ra << Re = 120 donc V = E + Ra I ≈ E
Ie = V / ( Re + Rh )
donc
Rh = 230 / 1,4 - 120 = 44,3
Ω
C.2 Déterminer la valeur de la tension d’alimentation pour obtenir une vitesse de 1600 tr/mn avec le même rhéostat.
VOIR COURBES TD-MCC2
Pour avoir une vitesse de 1600 tr/min avec la même valeur de fem, il faut un courant
Ie plus
faible ( on augmente la valeur du rhéostat d'excitation ) car E = k Φ(Ie) Ω et Ω augmente
E1500 = E1600 * 1500 / 1600 = 230 * 1500 / 1600 = 216
donc sur la courbe, on lit:
Ie1600 = 1 A
donc Rh = V / Ie - Re = 110 Ω.
V