Courbe de magnétisation du générateur à courant continu

Courbe de magnétisation du générateur à courant continu

Apprentissages clés :

Définition de la courbe de magnétisation : La courbe de magnétisation d'une machine à courant continu montre la relation entre le courant de champ et la tension aux bornes de l'armature en circuit ouvert.

Importance : La courbe de magnétisation indique la saturation du circuit magnétique, cruciale pour comprendre l'efficacité du générateur.

Point de saturation : Ce point, également connu sous le nom de genou de la courbe, montre où les augmentations supplémentaires du courant de champ ne produisent que des augmentations minimales du flux.

Alignement moléculaire : À mesure que le courant de champ augmente, les molécules magnétiques s'alignent, augmentant le flux et la tension générée jusqu'à la saturation.

Magnétisme résiduel : Même lorsque le courant est nul, un certain magnétisme reste dans le noyau du générateur, influençant la courbe de magnétisation.

La courbe de magnétisation d'un générateur à courant continu donne la relation entre le courant de champ et la tension aux bornes de l'armature en circuit ouvert.

Lorsqu'un générateur à courant continu est entraîné par un moteur principal, une force électromotrice (FEM) est induite dans l'armature. La FEM générée dans l'armature est donnée par l'expression

est constante pour une machine donnée. Elle est remplacée par K dans cette équation.

Ici,

φ est le flux par pôle,

P est le nombre de pôles,

N est le nombre de tours effectués par l'armature par minute,

Z est le nombre de conducteurs d'armature,

A est le nombre de chemins parallèles.

À partir de l'équation, nous pouvons clairement voir que la FEM générée est directement proportionnelle au produit du flux par pôle et de la vitesse de l'armature.

Si la vitesse est constante, alors la FEM générée est directement proportionnelle au flux par pôle.

À mesure que le courant d'excitation ou le courant de champ (If) augmente, le flux et la FEM générée augmentent également.

Si nous traçons la tension générée sur l'axe Y et le courant de champ sur l'axe X, la courbe de magnétisation sera telle que montrée dans la figure ci-dessous.

La courbe de magnétisation d'un générateur à courant continu est importante car elle montre la saturation du circuit magnétique. Cette courbe est également connue sous le nom de courbe de saturation.

Selon la théorie moléculaire du magnétisme, les molécules d'un matériau magnétique, qui n'est pas magnétisé, ne sont pas disposées ou alignées dans un ordre défini. Lorsqu'un courant passe à travers le matériau magnétique, ses molécules se rangent dans un ordre défini. Jusqu'à une certaine valeur du courant de champ, le maximum de molécules est rangé. Dans cette phase, le flux établi dans le pôle augmente directement avec le courant de champ et la tension générée augmente également. Ici, dans cette courbe, le point B au point C montre ce phénomène et cette partie de la courbe de magnétisation est presque une ligne droite. Au-delà d'un certain point (point C dans cette courbe), les molécules non magnétisées deviennent très rares et il devient très difficile d'augmenter davantage le flux du pôle. Ce point est appelé point de saturation. Le point C est également connu sous le nom de genou de la courbe de magnétisation. Une petite augmentation du magnétisme nécessite un courant de champ très élevé au-delà du point de saturation. C'est pourquoi la partie supérieure de la courbe (point C au point D) est incurvée comme le montre la figure.

La courbe de magnétisation d'un générateur à courant continu ne commence pas à zéro initialement. Elle commence à une valeur de tension générée due au magnétisme résiduel.

Magnétisme résiduel

Dans les matériaux ferromagnétiques, la puissance magnétique et la tension générée augmentent lorsque le courant circule dans les bobines. Lorsque le courant est réduit à zéro, une certaine puissance magnétique reste dans le noyau des bobines, connue sous le nom de magnétisme résiduel. Le noyau d'une machine à courant continu est fabriqué à partir de matériel ferromagnétique.