| Réf : D3555 v1
Auteur(s) : François BERNOT
Date de publication : 10 mai 1999
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Nous utiliserons, pour tout l’article, le modèle laplacien, qui consiste à ramener les conducteurs à la périphérie de l’entrefer sous la forme de courants superficiels fictifs. Cette approche est moins rigoureuse que l’analyse variationnelle avec des aimants équivalents, mais elle permet de décrire simplement tous les phénomènes principaux et secondaires qui régissent ces machines.
D’un point de vue structurel, un moteur à courant continu comporte un induit tournant et un inducteur fixe. Cette dernière partie peut être soit bobinée, soit réalisée avec des aimants permanents. Nous commencerons notre étude par un moteur simplifié de ce dernier type.
1.1 Analyse d’un moteur simplifié à aimants permanents
1.1.1 Moteur simplifié à une bobine au rotor
Commençons par étudier, sur la figure 1, une version simplifiée de ce moteur. Il ne contient qu’une seule bobine rotorique, qui est alimentée par un collecteur à deux lames et un inducteur (stator) à aimants permanents (pôles nord N et sud S). Précisons que cette version ne démarre pas, car, en dessous de trois lames au collecteur, le rotor (induit) se bloque sur une position d’équilibre stable.
La source de tension alimente, via des frotteurs fixes, les bobines du rotor. Chacun de ces balais fixes touche successivement les lames du rotor, en direct ou en inverse. Les conducteurs vus par chaque pôle seront donc toujours orientés dans le même sens. Les premiers balais étaient réalisés en fil de cuivre d’où l’utilisation courante de ce mot, mais des charbons les ont rapidement remplacés.
Le modèle laplacien adopté nous incite à supposer que le flux magnétique émis par les aimants inducteurs est radial dans l’entrefer et que les conducteurs de l’induit sont ramenés à la périphérie de ce dernier. La figure 2 met en évidence cette disposition.
Nous remarquons que cette disposition est idéale car les deux vecteurs (induction et courant) sont orthogonaux.
La force de Laplace :
F = ILB0sinαappliquée...
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