ELEC 2753 Electrotechnique (travaux pratiques)

Comme dans toutes les machines à champ tournant, l'induit des machines DC est toujours lisse (sans saillances magnétiques). Par contre, la présence de saillances à l'inducteur ne pose pas de problème puisque le champ magnétique n'a pas besoin d'avoir une répartition spatiale sinusoïdale. Le stator des machines DC est donc toujours à pôles saillants.

Lorsque les balais sont correctement positionnés, le courant I_a circulant dans l'induit tend à "créer" un champ perpendiculaire à celui de l'inducteur. Ce champ n'a donc pas d'effet direct sur la tension E_a qui résulte des tension induites dans les sections du rotor, car il est en quadrature avec le champ principal. On s'attend donc à ce que E_a soit fonction uniquement du courant I_f et de la vitesse de rotation mécanique.
E_a étant, comme la fréquence électrique à l'intérieur des sections du rotor, proportionnelle à la vitesse mécanique de rotation, on pourrait écrire E_a = kF(i_f) w_m , où le coefficient de proportionnalité a été écrit kF(i_f) pour des raisons qui tiennent à la façon dont la physique interne de la machine est souvent abordée. Ce coefficient kF(i_f) est effectivement fonction de i_f seul tant que I_a est suffisamment petit, mais, lorsque I_a est suffisamment grand, il peut exercer un effet indirect sur la composante directe du flux magnétique parce que le champ que I_a tend à "créer" accentue la saturation des matériaux magnétiques, ce qui a pour effet de réduire le flux direct et donc finalement la tension induite E_a. On écrira donc pour être plus complet

(S07-04a) E_a = kF(i_f, I_a) w_m

où I_a n'a d'influence que par sa valeur absolue et n'a pas d'influence au premier ordre, de sorte que l'on pourrait aussi écrire

(S07-04b) E_a = kF(i_f, |I_a|) w_m

ou

(S07-04c) E_a = kF(i_f, I_a²) w_m

Le coefficient kF n'intervient pas uniquement dans l'expression de la tension induite : la conservation de l'énergie exige que ce soit le même coefficient qui interviennent dans l'expression du couple, soit

(S07-05) C_em = kF I_a

En pratique, on distingue cependant un "facteur de tension" et un "facteur de couple". La différence numérique entre ces deux facteurs est due en partie au fait qu'ils peuvent prendre en compte certaines pertes, mais vient surtout de ce que le facteur de tension n'est pas exprimé en unités SI !

Exercice proposé S07-9 : Pourra-t-il démarrer ?

Dernière mise à jour le 26-03-2003