Variation de la vitesse d

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Variation de la vitesse dun moteur

• Groupes Scientifiques d Arras
• L p octobre 2002

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Introduction

• Ce diaporama est une suite de celui qui présente
  les systèmes douverture
• L ouverture doit avoir lieu un temps (10 à 20
  sec) après le décollage, et juste après la
  culmination
• Le moteur réducteur peut être mis en route au bon
  moment par une minuterie (initialisée au
  décollage)
• Il peut être également mis en route au décollage.
  Sa vitesse de rotation est imposée pour que
  louverture se fasse au bon moment (club de
  Saintes)

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Sommaire

• Pile
• Moteur
• Circuit densemble
• Varier vitesse
• Varier R
• Varier FEM
• Potentiomètre
• Transistor
• Montage
• Conclusions

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Pile électrique

• L équivalent électrique est une Force Electro
  Motrice (FEM) en série avec la Résistance interne
  (Ri)
• Par la loi d Ohm ( U R I ), en court
  circuitant les deux bornes on obtient
  l Intensité de court circuit (Icc)
• FEM Ri Icc Icc FEM / Ri

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pile rectangulaire 9 V

• F E M 9 V
• I c c 5 A alcaline 1 A saline
• --gt Ri 1.8 ohm alcaline 9 ohms saline

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Moteur électrique

• Il est constitué du stator (ou inducteur aimant
  permanent), du rotor (ou induit bobinages), du
  collecteur, des deux balais, des deux paliers, de
  l axe faisant sortie
• Le changement de sens du courant dans les
  bobinages, permettant l entretien du mouvement
  de rotation est fait par le collecteur

Nord
Bobinage
Bobinage
Sud
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F C E M et R m

• Un moteur électrique est équivalent à une Force
  Contre Electro Motrice (F C E M) en série avec la
  Résistance moteur (Rm)
• La vitesse de rotation n vaut k FCE M (n en
  tr/mn, FCEM en Volts, k en tr/mn par V)
• La FCEM est dû à l effet Dynamo (ou effet
  Génératrice)
• Rm (en ohms) est dû aux bobinages, aux contacts
  balais-collecteur,..

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Circuit densemble

• Schéma de la pile avec le moteur
• FEM RiI RmI FCEM

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R avec RiRm

• R remplace Ri Rm en série
• FEM RI FCEM

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Varier vitesse

• n k FCEM
• Varier n, cela revient à varier la FCEM
• k est une constante du moteur

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Varier R

• FCEM FEM - RI
• La variation de la FCEM peut être faite par la
  variation du produit RI
• Et avec I constant (ou peu variable), par la
  variation de R
• I dépend de la charge mécanique à la sortie du
  moteur
• Avec FEM9v Ri1.8 Rm9 I0.2A calculer R maxi
  ainsi que sa dissipation

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Varier FEM

• FCEM FEM - RI
• La variation de la FCEM peut être aussi faite par
  la variation de la FEM
• Et avec R faible, les variations de I
  entraîneront des variations du produit RI faibles

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A propos de varier R

• Elle peut être fait par l ajout d une
  résistance variable (rhéostat) en série avec Ri
  Rm
• Cette méthode a l avantage d être simple en
  montage
• Le courant dans le cas du rotor bloqué est réduit
• Mais les inconvénients sont
• La nécessité d une charge mécanique constante
  (pour I constant)
• D une charge mécanique faible voire le moteur à
  vide
• Le courant de démarrage est réduit
• La dissipation dans le rhéostat peut être du même
  ordre que la puissance du moteur

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Potentiomètre

• Pour varier la FEM, on peut utiliser une FEM fixe
  suivie d un potentiomètre
• C est le montage Diviseur de Tension
• Pour que la plage de réglage occupe la course
  angulaire de l élément, il faut que Ip soit 5 à
  10 fois supérieur à I
• Ce qui limite cette solution aux très faibles
  puissances
• Calculer pour 9v et I0.2A (moteur à vide) la
  valeur du potentiomètre et sa dissipation

I
Ip
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Transistor

• Composant actif à trois pattes (ici version NPN)
• Les noms sont Collecteur, Base, Emetteur (C, B,
  E)
• L intensité de C à E vaut Gain fois l intensité
  de B à E
• Ce composant a la particularité d amplifier le
  courant
• Cette particularité fait que ce composant est
  utilisé dans tout circuit d amplification ou de
  commande

C
B
E
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Collecteur commun

• Ce montage reporte (à Vbe près) sur la sortie, la
  tension d entrée
• Avec un courant d entrée plus faible

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Montage

• En rajoutant le transistor ainsi, on obtient le
  montage voulu de variation de tension
• Le potentiomètre est ainsi de valeur plus grande
• En pratique il est commode que la plage de
  réglage soit au moins 50 de la course angulaire
  (qui est souvent de 300)
• Si la dissipation du transistor dépasse 1/2W, il
  faut lui adjoindre un radiateur
• Avec FEM9v I1A Gain100 calculer la valeur du
  potentiomètre et la dissipation maxi du transistor

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Conclusions

• L idée de se servir du moteur réducteur pour
  l ouverture mais aussi pour la fonction de
  minuterie ne peut pas toujours se résumer à un
  schéma électrique simple
• Pour la variation de la vitesse de rotation, on
  ne peut se contenter dun rhéostat en série à
  cause de la forte charge mécanique (particularité
  propre aux systèmes mécaniques d ouverture).
• Un transistor en plus est nécessaire