ETUDE
D'UN MOTEUR ELECTRIQUE A COURANT CONTINU
UTILISATION D'UN BANC DE MESURES
INFORMATISEES
But : gr�ce � l'interface ORPHY-GTS et au logiciel Leroy-Somer, on va effectuer une �tude simplifi�e d' un moteur �lectrique � courant continu.
I ) PRESENTATION
On dispose d'un banc moteur avec un moteur �lectrique ("mod�le r�duit" d'un moteur de locomotrice de train par exemple)
accoupl� � un frein �lectromagn�tique (qui ressemble au frein magn�tique des camions et des bus)
que l'on peut r�gler (ce qui permet de simuler la pr�sence ou non de wagons entra�n�s par la locomotrice).
Ce qui caract�rise un moteur :
- sa vitesse de rotation
- sa tension d'alimentation
- le courant maximum qui peut circuler dans le moteur
- son couple
Qu'est ce qu'un couple ?
Exemple : vous �tes en v�lo sur du terrain plat; pour avancer � 20km/h, vous appuyez sur les 2 p�dales. Vous exercez alors
un couple not� Tu sur l'axe du p�dalier, puis via la cha�ne sur l'axe de la roue arri�re, le p�dalier oppose un couple r�sistant Tr.
Si vous tirez une remorque, toujours sur la m�me route et si vous exercez le m�me couple, vous irez moins vite car du fait de la
remorque, le couple r�sistant est plus important. Pour rouler � cette m�me vitesse de 20km/h il vous faudra appuyer plus fort
sur les p�dales, donc fournir un couple plus important. Il en va de m�me pour un moteur de train : plus il y a de wagons, plus
le couple r�sistant Tr est important, plus le moteur devra fournir un couple Tu important pour rouler � la m�me vitesse. Quand
Tr augmente, on dit que la charge du moteur augmente.
Pour mesurer cette vitesse, on utilise une dynamo tachym�trique.
C'est un appareil qui fournit une tension proportionnelle � la vitesse � laquelle on fait tourner sa partie mobile entra�n�e par l'arbre du moteur.
Plus le moteur tourne vite, plus la tension fournie par la dynamo tachym�trique est grande.
Mesure du couple : elle est faite par un appareil sp�cialis� dont on n'�tudiera pas le principe de fonctionnement.
On obtient une tension proportionnelle au couple fourni par le moteur.
Les mesures de tension et de courant sont faites par des modules de mesures. Ceux-ci sont reli�s via ORPHY-GTS � l'ordinateur.
Le logiciel permet de lire � l'�cran :
- la tension U en volts
- le courant I en amp�res
- la vitesse n en tours/minute
- le couple Tu en newtons-m�tres (N.m)
et �galement de tracer des courbes.
Un potentiom�tre sur un module de mesure permet de r�gler le frein, donc la charge impos�e au moteur (r�glage de Tr).
Caract�ristique du moteur :
I maximum = 2 A U maximum = 220 V
On ne doit jamais d�passer ces valeurs.
II ) CABLAGE Voir feuille ci-jointe
IV ) CONFIGURATION LOGICIEL
- mettre l'ordinateur sous tension.
- lancer l'application "�tude des moteurs"
- s�lectionner dans le menu Machine : Moteur s�rie
- s�lectionner dans le menu Aide : Connexion (connexion entre Orphy et les modules de mesures)
- s�lectionner dans le menu Caract�ristique : Calibres des modules de mesures
500V 20A 2000tr/min 300W
- s�lectionner dans le menu Caract�ristique : Visualisation
Vitesse : 2000 Couple : 2,5 P.m�canique : 350
Tension : 250 Courant : 2,2 P.�lectrique : 350
Excitation : 1 Rendement : 1 F.Puissance : 1
Pertes : 100
- s�lectionner dans le menu Caract�ristique : courbe � tracer.
- s�lectionner dans le menu Etude : Acquisition.
L'ordinateur est pr�t � acqu�rir les donn�es et � tracer les courbes.
III ) ETUDE EXAO
1 ) Caract�ristique n = f ( U ) pour Tr minimum
- r�gler le potentiom�tre pour avoir Tr minimum.
- r�gler U � 0V.
- augmenter U de 10V en 10V jusqu'� 180V et m�moriser les valeurs.
- tracer la courbe et imprimer la.
choix des �chelles des axes 0 < n < 2000 tr/min
0 < U < 220V
Comment �volue la vitesse du moteur en fonction de la tension U ?
2 ) Pour quelle valeur de U le moteur d�marre-t-il ?
3 ) Caract�ristique n = f ( I ) pour diff�rentes valeur de U
- r�gler le potentiom�tre pour avoir Tr minimum.
- alimenter le moteur � U = 180V
- pour faire varier le courant I, il suffit de faire varier la charge Tr avec le potentiom�tre.
Fixer la charge pour avoir I = 1.8A.
- m�moriser ce point.
- diminuer Tr (donc I) jusqu'� la charge minimum en m�morisant une dizaine de points.
- imprimer la courbe.
Comment varie le courant quand on augmente la charge ? Comment varie la vitesse ?
En conservant les points pr�c�dents, recommencer le mode op�ratoire avec U = 120V puis
U=50V. (on doit obtenir 3 courbes).
- quelle est l'influence de la tension d'alimentation U sur l'allure des caract�ristiques n = f(I) ?
- imprimer les deux courbes superpos�es sur le m�me syst�me d'axes.
4 ) Caract�ristique Tu = f ( I )
Le couple impos� par la charge est �gal au couple fourni par le moteur.
Pr�parer les axes : 0 < n < 2000 tr/min et 0 < Tu < 2 N.m
a )
- fixer la charge au minimum.
- r�gler U � 180V.
- augmenter la charge pour avoir I = 1.5A
- commencer les mesures en diminuant la charge jusqu'au minimum.
- n'imprimer pas pour le moment.
b)
- fixer la charge au minimum.
- r�gler U � 90V.
- augmenter la charge pour avoir I = 1.5A
- commencer les mesures en diminuant la charge jusqu'au minimum.
c )
- imprimer les deux courbes obtenues.
Comment varie le couple en fonction de la vitesse ?
Que se passe t-il pour la caract�ristique Tu = f(I) quand on diminue U ?
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