TP n°1 Génératrice à courant continu à excitation indépendante
Réalisée par : Adnane EL-ALAMI Note
Encadrée par : M. OUAJJI observation
Génératrice à courant continu I-but Le but de cette manipulation et d’étudier la génératrice à courant continu en relevant les caractéristiques suivants : Caractéristique à vide E=f(I) Caractéristique en charge U=f(I)
II-caractéristique à vide e=F(i) On entraine la génératrice par un moteur asynchrone à vitesse constante, (en garde Ω=cte), et on relève la caractéristique E=f(I). Schéma de montage
Tableau de mesure 0 29,5
0,05 67,5
0,15 158
0,2 194
0,25 216
0,3 230
0,35 242
0,4 252
0,5 260
0,4 254
0,35 248
0,3 238
0,25 226
0,2 210
0,15 188
0,1 152
0,05 102
La courbe E=f(I) TP n°1:machine à CC la caractéristique à vide 250
200
150
E(V)
I(A) E(V)
100
50
0 0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
i(A)
LP STE
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Génératrice à courant continu Interprétation La fém E ne passe pas par le zéro, car le matériau ferromagnétique présente un champs rémanent au départ. A Ie donné la fém E est proportionnelle à la vitesse, et lorsqu’on garde la vitesse constante la fém est donc devient proportionnelle au flux (E=K. )Et par conséquent du courant d’excitation. Après la zone linéaire les possibilités de la machine n’évoluent plus (saturation), mais les pertes par effet joule dans l’inducteur augmentent puisque le courant d’excitation augmente. La zone utile dans la caractéristique est au voisinage de la zone de coude de la courbe car la tension nominale de la machine est habituellement située un peu plus haut que le coude de la courbe de saturation. Si on fait décroit la fém à partir le courant d’excitation, la fém E ne repasse pas par la même courbe à cause de la désaimantation et l’aimantation (le phénomène d’hystérésis).
II-caractéristique en charge U=F(i) Dans cette essai on va relever la caractéristique en charge U=f(I) avec les caractéristiques des pertes, donc on garde la vitesse constant en faisant débiter la génératrice dans un rhéostat de charge.
Schéma de montage
1. fonctionnement sans pole de commutation Tableau de mesure I(A) U(V) R.I U(V) (V)
On a
0 220 0 0 0
0,85 216 0.816 4 3.184
1,7 214 1.632 6 4.368
2,55 210 2.448 10 7.552
3,4 205 3.264 15 11.736
4,8 194 4.608 26 21.392
5,4 188 5.184 32 26.816
6 180 5.76 40 34.24
6,5 170 6.24 50 43.76
U=E- U = E-(R.I+ )
LP STE
4,1 200 3.936 20 16.064
= U –R.I
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Génératrice à courant continu Les courbes caractéristique en charge U=f(I) (sans pole de compensation)
U=R.I+𝛆
200
U(V)
150
100
50 0
1
2
3
4
5
6
7
I(A) la chute de tension au niveau de la résistance de l'induit
7 6
5
RxI
4
3 2
1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
6
7
I(A)
50
la chute de tension suplémentaire 40
??
30
20
10
0 0
1
2
3
4
5
I(A)
LP STE
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Génératrice à courant continu Interprétation La résistance de bobinage provoque une légère chute de tension ohmique (U=E-R.I) Outre la résistance de l’induit de l’induit, le phénomène de réaction de l’induit fait aussi baisser la tension aux bornes de la génératrice. En effet, le passage du courant dans les conducteurs de l’induit donne naissance à des fém induites (ei) qui tend à déformer et à réduire le flux provoque une diminution correspondante de la tension induite E et par conséquent, de la tension aux bornes de l’induit.
2. fonctionnement avec pole de commutation Tableau de mesure I(A) U(V) RT.I U(V) (V)
0 220 0 0 0
0,85 218 1.241 2 0.759
1,7 215 2.482 5 2.518
2,55 212 3.723 8 4.277
3,4 209 4.964 11 6.036
4,2 206 6.132 14 7.868
5 203 7.3 17 9.7
5.7 200 8.322 20 11.678
6.4 196 9.344 24 14.656
7.1 190 10.366 30 19.634
On adopte le même calcule pour mais on prend la résistance égale à la résistance de l’induit plus la résistance des pôles de compensation U=E- U = E-(RT.I+ )
= U –RT.I
Avec RT=Rinduit +Rpoles
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Génératrice à courant continu les courbes
la caractéristique en charge (avec poles de compensation)
200
U(V)
150
100
50
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
7
8
I(A) 12
la chute de tension au niveau de la résistance d'induit 10
R.I
8
6
4
2
0 0
1
2
3
4
5
6
I(A) 50
La chute de tension suplémentaire
45 40 35 30
?
25 20 15 10 5 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
I(A)
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Génératrice à courant continu Interprétation Pour diminuer la réaction magnétique de l’induit on introduit des pôles de compensation, leurs rôle est de développer les fém (ei) induites dans les enroulements de l’induit pour qu’ils soient égale et opposée en tout temps au fém (ei) Les enroulements des pôles de compensation sont raccordés en série avec l’induit de façon qu’il soit traversé par le même courant et qu’il développe une fém proportionnelle au courant induit. Donc et d’après les caractéristiques ci-dessus on constate que la réaction magnétique de l’induit diminue grâce aux pôles de compensation.
III-mesure des résistances Pour mesurer la résistance de l’induit on adopte la méthode volt-ampérmétrique,on alimente par une tension continu et on relève les valeur de la tension et le courant pour plusieurs position du rotor pour avoir un maximum de précision de mesure de R, car le système bague-balais permet de faire une petit modification de la valeur de la résistance en fonction de la position des balais sur le collecteur. Position1 U(V) I(A) R(Ω)
Position2 1.88 2 0.94
U(V) I(A) R(Ω)
position 3 1.9 2 0.95
U(V) I(A) R(Ω)
2 2 1
Rmoy = Rmoy = 0.96 Ω Mesure de la résistance du pôle de compensation U(V) I(A) R(Ω)
1 2 0.5
Rpoles=0.5 Ω
Conclusion La machine à courant continu a été durant de nombreuses années l'actionneur principalement utilisé dans les applications à vitesse variable. En effet, pour qu’il donne un rendement élevé il faut calculer les pertes dans la machine afin de bien choisir les équipements de la machine pour réduire ces pertes et aussi pour savoir varier la vitesse lorsqu’il fonctionne en moteur.
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