Démarrage des moteurs à courant continu

1/ La stabilité :

Le point de fonctionnement d’un moteur (couple, vitesse) est donné par l’intersection de sa caractéristique mécanique Cu(Ω) avec celle de la charge Cr(Ω). Chaque  charge mécanique est caractérisée par sa caractéristique mécanique :

Le fonctionnement d’une association moteur charge est dit stable si tout écart accidentel de vitesse se trouve rattrapé.

La relation fondamentale de la dynamique de rotation s’écrit :

2/ Quadrants de fonctionnement :

La machine à courant continu est fondamentalement réversible. Ainsi en fonction du signe de la puissance absorbée elle peut fonctionner en moteur ou en générateur (frein). On définit ainsi quatre quadrants de fonctionnement pour la machine.

Par exemple lors d'un déplacement horizontal (cas d'un train), la machine fonctionne :

• à l'aller, en moteur dans le quadrant 1 .
• puis au retour, toujours en moteur dans le quadrant 3 .

• et entre ces deux cas, le ralentissement forcé jusqu'à l'arrêt s'effectue dans le deuxième quadrant pour l'aller et dans le quatrième quadrant pour le retour.

Le passage d’un quadrant à un autre sans changement du signe de la vitesse sera imposé par la charge. Tandis que les transitions horizontales entre quadrants seront obtenues par une inversion de l’excitation.

3/ Démarrage d’un moteur à courant continu :

On ne peut alimenter un moteur à courant continu en excitation séparée ou shunt à pleine tension pendant la phase de démarrage. En effet, la vitesse au démarrage étant nulle, la force contre électromotrice E est aussi nul. Le courant induit ne se trouve limité que par la résistance de l’induit.

Pour palier à ce problème deux solutions sont possibles :

• Si le moteur est alimenté par une source de tension variable on peut faire croître progressivement la tension de façon à ce que le courant ne dépasse pas 2.5In (In : courant nominal).
• Si le réseau est fixe, on introduit en série avec le circuit d’induit une résistance Rd variable que l’on élimine progressivement.

O Démarrage manuel : Utilisation du rhéostat de démarrage Rd

Manuellement on met la manette en contact avec le premier plot actif du rhéostat. La manette est maintenue grâce à l’électroaimant mis en série avec l’inducteur. Si pour une raison quelconque, le circuit inducteur est coupé, la manette est relâchée et le moteur est mis hors tension pour éviter son emballement.

O Démarrage semi automatique d’un moteur shunt: