Caractéristiques du générateur à courant continu à excitation séparée

Définition du générateur DC à excitation séparée

Un générateur DC à excitation séparée est défini comme un générateur DC dont le bobinage d'excitation est alimenté par une source externe.

Caractéristique magnétique ou en circuit ouvert

La courbe qui donne la relation entre le courant d'excitation (If) et la tension générée (E0) dans l'armature à vide est appelée caractéristique magnétique ou en circuit ouvert d'un générateur DC. La représentation de cette courbe est pratiquement la même pour tous les types de générateurs, qu'ils soient à excitation séparée ou auto-excités. Cette courbe est également connue sous le nom de courbe de saturation à vide du générateur DC.

Le schéma montre comment la force électromotrice générée varie avec le courant d'excitation à différentes vitesses d'armature fixes sans charge. Des vitesses constantes plus élevées entraînent une courbe plus raide. Même lorsque le courant d'excitation est nul, le magnétisme résiduel dans les pôles produit une petite force électromotrice initiale (OA).

Considérons un générateur DC à excitation séparée donnant sa tension à vide E0 pour un courant d'excitation constant. Si il n'y a pas de réaction d'armature et de chute de tension dans la machine, alors la tension restera constante. Par conséquent, si nous traçons la tension nominale sur l'axe Y et le courant de charge sur l'axe X, la courbe sera une ligne droite et parallèle à l'axe X, comme indiqué dans le schéma ci-dessous. Ici, la ligne AB indique la tension à vide (E0).

Lorsque le générateur est chargé, la tension baisse pour deux raisons principales -

• En raison de la réaction d'armature,

• En raison de la chute ohmique (IaRa).

 Courbe de caractéristique interne

La courbe de caractéristique interne d'un générateur DC à excitation séparée est créée en soustrayant les chutes dues à la réaction d'armature de la tension à vide. Cette courbe montre la tension générée réelle (Eg), qui diminue légèrement avec le courant de charge. La ligne AC dans le diagramme représente cette courbe, également connue sous le nom de caractéristique totale d'un générateur DC à excitation séparée.

Courbe de caractéristique externe

La courbe de caractéristique interne d'un générateur DC à excitation séparée est créée en soustrayant les chutes dues à la réaction d'armature de la tension à vide. Cette courbe montre la tension générée réelle (Eg), qui diminue légèrement avec le courant de charge. La ligne AC dans le diagramme représente cette courbe, également connue sous le nom de caractéristique totale d'un générateur DC à excitation séparée.

La caractéristique externe du générateur DC à excitation séparée est obtenue en soustrayant les chutes dues aux pertes ohmiques (Ia Ra) dans l'armature de la tension générée (Eg).

Tension aux bornes (V) = Eg – Ia Ra.

Cette courbe donne la relation entre la tension aux bornes (V) et le courant de charge. La courbe de caractéristique externe se situe en dessous de la courbe de caractéristique interne. Ici, la ligne AD dans le diagramme ci-dessous indique la variation de la tension aux bornes (V) avec l'augmentation du courant de charge. On peut voir sur le schéma que lorsque le courant de charge augmente, la tension aux bornes diminue légèrement. Cette diminution de la tension aux bornes peut être facilement maintenue en augmentant le courant d'excitation et ainsi en augmentant la tension générée. Ainsi, on peut obtenir une tension aux bornes constante.

Avantages et inconvénients

Les générateurs DC à excitation séparée offrent une opération stable et une large gamme de tensions, mais sont coûteux en raison de la nécessité d'une source d'alimentation externe.