Moteur à courant continu : définition (2) - Cours d'Electricité avec Maxicours

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Moteur à courant continu : définition (2)

1. Moteur à aimants permanents
Branchement du moteur à aimants permanents :

L'excitation de ce moteur n'est pas obtenue à partir d'un bobinage inducteur, mais à partir d'aimants permanents. Son alimentation est donc plus simple puisqu'il n'y à que l'induit à alimenter.

Sa vitesse est proportionnelle à la tension d'alimentation. La figure suivante montre le branchement d'un moteur à aimants permanents.

Généralement de faible puissance, ces moteurs trouvent leur application dans les servomécanismes et sont souvent associés à des variateurs électroniques.

Il faut éviter d'ouvrir ce type de moteur car le seul fait de l'ouvrir peut démagnétiser les aimants et entraîner un dysfonctionnement à la remise en service.

Moteur à aimants permanents :

 

2. Le démarrage d'un moteur à courant continu

Le courant était très élevé lors du démarrage (plus de 10 fois le courant nominal).

Comme un tel courant risquerait d'endommager le moteur, il est donc nécessaire de le protéger contre les surcharges. On doit en outre limiter le courant lors du démarrage en insérant un jeu de résistance dans le circuit de l'induit (figure ci-dessous).

Résistance de démarrage :

Cette résistance doit limiter le courant, lors du démarrage, à un maximum de deux fois le courant nominal du moteur.

On éliminera cette résistance lorsque le moteur aura atteint sa vitesse. Ce procédé pourra être effectué à l'aide de relais.

L'utilisation d'un variateur électronique permet aussi d'assurer le démarrage d'un moteur à courant continu en toute sécurité.

Le branchement d'un moteur à courant continu

Lorsqu'on branche un moteur électrique, il est essentiel de respecter certaines étapes:

  • Dans un premier temps, il faut porter les équipements de sécurité liés à l'opération;
  • Par la suite, on doit procéder au cadenassage dans le but d'éliminer les risques d'électrisation et de démarrage involontaire;
  • La troisième étape consiste en la lecture des plaques signalétiques et du schéma de branchement;
  • branchement du moteur suivant les renseignements obtenus;
  • On peut alors procéder à la mise en marche du moteur.Ce travail doit être fait avec précaution, car c'est à ce moment qu'on pourra vérifier si le moteur fonctionne correctement.
  • En cas de problème, on doit être prêt à stopper le moteur.

La figure suivante montre les étapes du branchement d'un moteur.

Séquence de branchement :

Rappel :
On doit toujours avoir en mémoire les lettres qui servent à identifier les diverses parties d'un moteur à courant continu. Ainsi :

A1 et A2 = induit.

F1 et F2 = enroulement séparé.

S1 et S2 = enroulement série.

3. Inversion du sens de rotation d'un moteur série

Un moteur a un sens de rotation horaire ou antihoraire. Comme il arrive que certains systèmes demandent qu'on inverse le sens de rotation, on peut y parvenir relativement facilement en modifiant le branchement des enroulements.

L'inversion du sens de rotation des moteurs série ou dérivation est possible en inversant le courant dans l'induit ou dans l'inducteur.

La figure ci-après montre les différences de branchement en vue d'inverser le sens de rotation des moteurs série et dérivation.

Il est important de savoir qu'une inversion du branchement de l'induit et de l'inducteur n'aurait aucun effet sur le sens de rotation du moteur.

  • Observez avec attention les schémas de branchement des moteurs série et à dérivation ; que se passera-t-il si on inverse le sens de la source ?

L'inversion de la source, pour ces deux types de moteur, aurait le même effet qu'une inversion du sens du branchement de l'induit et de l'inducteur, c'est-à-dire qu'elle n'aurait aucun effet sur le sens de rotation.

Inversion du sens de rotation (série et à dérivation) :

Le moteur composé est légèrement différent : comme ce moteur possède deux enroulements inducteurs, il faudra inverser le sens du courant dans l'induit ou dans les deux enroulements inducteurs (figure ci-dessous) pour inverser le sens de rotation du moteur.

Inversion du sens de rotation (composé) :

L'inversion du sens de rotation du moteur à aimants permanents est plus simple puisque l'on ne peut pas agir sur l'inducteur. La seule façon consiste donc à inverser le sens du courant dans l'induit.

4. Résumé sur un moteur à courant continu

A la suite de cette étude, vous devriez maîtriser plus particulièrement les points suivants :

• Les balais sont des composants qui transportent le courant jusqu'à l'induit en passant par le collecteur ;

 La variation de la vitesse d'un moteur série peut se faire en ajoutant une résistance variable en série avec l'inducteur et l'induit ou en employant une source variable ;

• Le moteur dérivation se compose d'un inducteur en parallèle avec l'induit ;

 La variation de la vitesse d'un moteur dérivation est possible en plaçant une résistance variable en série avec le bobinage de l'inducteur ou en employant une source variable ;

 Le moteur composé possède deux enroulements, soit un enroulement série et un enroulement dérivation ;

• Le moteur composé est dit cumulatif lorsque les champs des deux enroulements s'additionnent et différentiel lorsqu'il sont en opposition ;

• L'ajout d'un volant d'inertie permet, dans certains cas, de compenser une variation de charge momentanée ;

• Le moteur à aimants permanents ne comporte pas de bobinage inducteur, celui-ci étant remplacé par un aimant permanent ;

• Le respect de la séquence de branchement permet d'effectuer un travail de qualité, et en toute sécurité ;

• L'utilisation d'une résistance variable dans le circuit de l'induit permet de limiter le courant lors du démarrage ;

• L'inversion du sens de rotation d'un moteur à courant continu se fait en inversant le courant passant par :

- série : l'inducteur ou l'induit ;

- dérivation : l'inducteur ou l'induit ;

- composé : les deux inducteurs ou l'induit ;

- aimants permanents : l'induit.

Cette étude vous a permis de vous familiariser avec les divers types de moteur à courant continu ainsi qu'avec leur principe de fonctionnement.

Type de moteur Avantages Inconvénients
Série - Fort couple lors du démarrage.

- Supporte des surcharges temporaires.

- Variation de la vitesse avec la charge.

- Ne peut tourner sans charge.

Dérivation et à aimant permanents - Peu de variation de la vitesse avec les fluctuations de la charge. - Faible couple au démarrage.
Composé cumulatif - Fort couple lors du démarrage.

- Tourne sans charge.

- Diminution de la vitesse avec l'augmentation de la charge.
Composé différentiel - La vitesse varie peu avec les augmentations de la charge. - Faible couple au démarrage.

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