LE CIRCUIT DE DEMARRAGE Démarrage 1/7

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1 LE CIRCUIT DE DEMARRAGE Démarrage 1/7 I DESCRIPTION - Le circuit est composé d'une batterie, d'un contacteur général et d'un démarreur ( possible : fusible, relais ). + contact + bat. + allumage II FONCTION GLOBALE W électrique U. I. t W contacteur général U. I. t Entraîner le moteur à une vitesse de rotation suffisante pour permettre son démarrage (auto-fonctionnement) W mécanique C. ω. t Chaleur Bruit Système de démarrage - Il transforme l électricité en un mouvement de rotation, c est un moteur électrique. III PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D UN MOTEUR ELECTRIQUE B Loi physique i F - Tout conducteur parcouru par un courant (i) et placé dans un champ d induction magnétique (B) est soumis à une force (F) qui le fait se déplacer.

2 IV LA FORCE ELECTROMAGNETIQUE 4.1 SA VALEUR ( FORMULE DE LAPLACE ) - Si le champ, le conducteur et la force sont normaux entre eux : Démarrage 2/7 F = B. I. L F. Force électromagnétique ( en N ) sur chaque conducteur de l'induit B. Champ d'induction magnétique ( en T ) I. Intensité dans le conducteur ( en A ) L. Longueur du conducteur ( en m ) 4.2 SA DIRECTION ( LA REGLE DES TROIS DOIGTS DE LA MAIN DROITE ) V LES CONTRAINTES PRINCIPALES - Le couple résistant du moteur thermique : l inertie des masses en mouvement les frottements mécaniques les compressions VI NECESSITES - D un couple élevé pour décoller et lancer le moteur thermique. - D une vitesse de rotation minimal : moteur «à explosion» de 60 à 100 tr/mn, pour assurer une carburation et une compression suffisantes moteur «diesel» de 80 à 200 tr/mn, pour assurer une compression suffisante à l auto-inflammation - D un certain temps d entraînement pour : diminuer la résistance aux frottements (lubrification) augmenter la t de l enceinte thermique (frottement, compression)

3 VII SOLUTIONS POUR AUGMENTER LE COUPLE A) Le moteur électrique à excitation série - Il autorise un couple plus important à basses vitesses. Démarrage 3/7 Le couple est proportionnel à la force "F" C = F. d La force est proportionnelle à l'intensité induit "I" et au champ magnétique "B" ( I inducteur ) Donc C = K. I 2 - Les inducteurs étant en série avec l induit : I batterie maximum disponible = I inducteur = I induit le couple est maximum F = B. I. L Inducteurs Induit Induit Inducteurs B) Les réducteurs - Un petit pignon menant (sur le lanceur) avec une grande couronne menée ( sur le volant moteur ) c est un démultiplicateur de vitesse ( 1/10 à 1/20 ) - Possibilité d ajouter un train épicycloïdal arbre support engrenage planétaires 2 couronne à denture intérieure fixe 3 roues planétaires 4 roue solaire 5 induit 6 collecteur

4 Démarrage 4/7 1 pignon du lanceur 2 couronne du volant moteur 3 roue libre 4 fourchette 5 train épicycloïdal 6 aimant permanent 7 induit 8 collecteur avec balais 9 solénoïde 10 contacteur de démarrage 15a borne pour résistance ballast VIII GRAFCET ET SCHEMA DE COMMANDE 12 V 0 Y 1 =0 Y 2 =0 L 1 =0 --> M=0 C 1 C 1 = 1 1 Y 1 =1 Y 2.L 1 =1 --> appel pignon Y 1 Y 2 C 2 C 2 = 1 R 1 M L 1 2 Y 1 =1 --> maintien pignon Y 2 =0 --> appel au repos L 1 =1 --> M=1 C 1 = 0 0 V 3 Y 2 -Y 1 =0 --> C 2 =0 C 2 =0 --> retour pignon R 1 = 0

5 IX LES COURBES Démarrage 5/ LECTURE N tr/mn intensité absorbée à 1000 tr/mn ( ex: 250 A ) 1000 N tr/mn 250 C N.m I amp I amp. couple à 1000 tr/mn ( ex: 15 N.m ) 9.2 OBSERVATION - Démarreur bloqué à vitesse nulle, le couple et l intensité sont maxi - Démarreur à vide à vitesse maxi, le couple et l intensité sont mini - Entre ces deux points extrêmes l intensité diminue lorsque la vitesse augmente, puisque le couple du démarreur diminue ( lui-même fonction du couple résistant du moteur thermique qui diminue ). - La tension chute fortement ( pour ensuite se rétablir) à cause de l absorption importante de courant.

6 Démarrage 6/7 9.3 JUSTIFICATION DE LA VARIATION D INTENSITE A) AU NIVEAU DE LA BATTERIE U = E - r. I ( f.é.m. E = U + r. I ) avec r résistance de la batterie B) AU NIVEAU DU DEMARREUR U = E + r. I ( f.c.é.m. E = U r. I ) avec r' résistance du démarreur C) L INTENSITE DANS TOUT LE CIRCUIT E - r. I = E + r. I donc I = E - E' Σ R avec Σ R somme des résistances ( r + r') D) LA F.C.E.M. D UN DEMARREUR P E =. N. n. Φ E f. c. é. m en volt a p nb de paires de pôles donc a nb de voies d enroulement N nb de conducteurs actifs E = k. n. Φ n vitesse de rotation moteur en tr/s Φ flux d induction magnétique en Wb k constante de construction E) L INTENSITE AU COUPLE BLOQUE E n = 0, donc E = 0, donc I = et I est maximum Σ R F) L INTENSITE A VIDE E E n = maxi, donc E = maxi, donc I = et I est minimum Σ R

7 Démarrage 7/7 X COMMENT AUGMENTER LE COUPLE ( moteur à excitation série ) Couple en mdan C = F. d rayon de l induit en (m) intensité traversant l induit en (A) F = Β. I. L longueur de l induit en (m) Force en dan nombre de spires Champ en Tesla N. I Β = 1, µ l intensité traversant les inducteurs en (A) coefficient de perméabilité magnétique longueur de l enroulement en (m) constante magnétique 10.1 ET CONSERVER UNE VITESSE ACCEPTABLE nombre de paires de pôles p nombre de conducteurs actifs (dans l induit) E =. N. n. Φ flux d induction magnétique en (Wb) a vitesse de rotation moteur en (tr/s) la f.c.é.m en volt nombre de voies d enroulement