En effet, comme l'indique Thomas, pour faire varier la vitesse d'un moteur courant continu on agit d'abord sur tension de l'induit: plus celle-ci est élevée, plus la vitesse est élevée, du moins si le couple est suffisant par rapport à la charge à entraîner. Avec une charge de couple constant, la puissance requise à l'arbre de sortie du moteur augmente linéairement avec la vitesse de rotation. La puissance est évidemment limitée par les caractéristiques constructives du moteur (limites de commutation liées aux charbons et au collecteur, dissipation thermique etc.), la vitesse est limitée par les forces exercées sur les composants du rotor, les roulements, le collecteur et les charbons etc.. Afin de permettre d'augmenter la vitesse sans augmenter la tension d'induit on peut réduire la tension d'excitation (champ), le moteur travaille alors dans une plage de réduction de champ (diminuation ou affaiblissement de champ ou d'excitation, angl.: field weakening, all.: Feldschwächung). En général la puissance est alors constante (voire légèrement réduite), c.à.d. que le couple maximal exploitable sans surcharge du moteur va diminuer de manière inversément proportionnelle à la vitesse angulaire à partir du moment où l'on entre dans la plage de réduction de champ. Le cas échéant, le régulateur courant continu est paramétrisé selon les caractéristiques du moteur pour une marche à excitation réduite. Cela requiert bien entendu un variateur courant continu équipé d'un régulateur de champ (dispositif permettant de faire varier la tension d'excitation). Pour les grands variateurs, le régulateur de champ est simplement un petit variateur courant continu. Lorsqu'une réduction de champ n'est pas requise on peut alimenter l'excitation à une tension constante (valeur indiquée sur la plaquette).
Si on reprend la photo de Thomas:
Le premier point de fonctionnement correspond à couple continu maximal (fin de la plage à excitation nominale et début de la plage de réduction de champ) caractérisé par:
Puissance: 415 [kW],
Vitesse de rotation: 1350 [1/mn]
Tension d'induit: 420 [V]
Tension d'excitation: 320 [V]
Le deuxième point de fonctionnement correspond à la fin de la plage en réduction de champ, c.à.d. à la vitesse maximale:
Puissance: 415 [kW] (dans cet exemple il n'y a pas de diminution de puissance, seul le couple diminue)
Vitesse de rotation: 1600 [1/mn]
Tension d'induit: 420 [V]
Tension d'excitation: 131 [V] (pas sûr du chiffre car je n'arrive pas à bien lire la valeur sur la photo)
En cas de perte d'excitation le moteur peut s'emballer (partir en survitesse, ce qui peut provoquer des dégâts, p.ex. lors d'essais à vide), raison pour laquelle des protections de sécurité déclenchent l'alimentation de l'induit en cas de perte d'excitation.
Contrairement aux moteurs asynchrones triphasés pour lesquels il n'y a qu'un nombre restreint de vitesses nominales car liées au nombre de pôles (typiquement env. 1500 [1/mn] pour les RM), pour une même puissance on trouve souvent de nombreux moteurs courant continu avec des vitesses nominales finement étagées, ce qui explique la diversité des caractéristiques des moteurs courant continu.
Pour ce qui est du câblage, hormis les surveillances (température, usure des balais etc.), les moteurs à courant continu à excitation séparée n'ont que quatre connexions principales (parfois doublées mécaniquement pour l'induit afin de permettre le raccordement de plusieurs câbles en parallèle car les courants peuvent être élevés, typiquement plus de 1000 [A] pour un grand TS): Induit +, induit -, champ +, champ -. Il n'y a pas de variantes de couplage, l'induit est alimenté par l'électronique de puissance principale du régulateur de vitesse courant continu, l'excitation est soit alimentée séparément (p.ex. transfo et redresseur) soit, le plus souvent, par une sortie dédiée du régulateur de vitesse.
Ce message a été modifié par Velro - 16 août 2008 - 00:37 .
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