On utilise deux méthodes pour déterminer les coordonnées du point de fonctionnement
Si l'on connaît les relations mathématiques T U (r) et T R (r), on résout l'équation T u (r)=T R (r). S'il existe plusieurs solutions, on considère celle qui a un sens physique. Si l'on dispose des deux caractéristiques mécaniques du couple, on les trace sur la même feuille et on lit les coordonnées de leur point d'intersection. Bilan énergétique
Expression du rendement
Le moteur absorbe de la puissance électrique P a et fourni de la puissance mécanique P U. Moteur à excitation indépendante - GoSukulu. Le rendement présente un maximum au voisinage du point nominal. Pour un état de fonctionnement donné Ø, r, U, I sont déterminés. Détermination direct du rendement
Dans les conditions de fonctionnement du moteur, même valeur de U de I et r donc de Ø car r=(U-RI)/KØ, on mesure les puissances électriques tel mécaniques en jeux. Seule la mesure de la puissance mécanique cause des problèmes. Avec la dynamo balance sur l'arbre de rotation du groupe on a: T r (génératrice) = T U (moteur) T U = T r = mgd
Détermination indirecte du rendement: méthode des pertes séparées
P a = Ui + UI Perte joule inducteur: P ji = ri 2 = ui Perte joule induite: P jI = RI Puissance utile: P U = P a – Somme de pertes; P U =P a -UI 2 -ri 2 -P c =P a -RI 2 -ui 2 P c Pertes constantes: P c = U v I v – RI 2 v; Si RI 2 v =0 alors P c =U v I v; Ø v =Ø et r v =r
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RI v étant faible pratiquement faible, le moteur commence à tourner dès la mise sous tension. Si l'on dispose d'une source de tension donc les variations sont linéaires on règlera progressivement la vitesse de 0 à r v.
Il ne faut jamais supprimer le courant d'excitation lorsque l'induit est alimenté (sous tension). Car le moteur va s'emballer et risque la destruction. La zone de fonctionnement utile se trouve au niveau du coude de saturation A. Sous tension constante r v =cste, U=cste le réglage n'est plus possible. Si l'on veut diminuer la vitesse de rotation à vide, il faut donc alimenter l'induit du moteur sous tension variable. Moteur a excitation indépendante. Fonctionnement à charge
Au niveau du coude de saturation A le moteur fonctionne à flux constant. La vitesse dépend de la tension U imposée par la source de tension et l'intensité I imposée par le moment de couple résistant. r = f(U, I)
Variation de la vitesse
L'induit est alimenté sans tension constante. r = U N /KØ - RI/KØ avec r v =U v /KØ r = r v - RI/KØ C'est le fonctionnement affine décroissante de I Lorsque le courant I augmente avec la charge, r diminue.
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En 1910, le compositeur participe à la création de la Société musicale indépendante (SMI) avec d'autres anciens élèves de Fauré, afin de se dresser contre la Société nationale de musique, qu'ils jugent trop conservatrice. En 1913, il compose également Trois poèmes de Stéphane Mallarmé, influencés par le travail de Stravinsky, que Ravel rencontre en 1909. Moteur a excitation independante anarchiste. Ils sont suivis l'année suivante par deux grandes pièces, le Trio en la mineur pour piano, violon et violoncelle, ainsi que le Tombeau de Couperin. Bientôt, la guerre éclate, et Ravel, qui tient à défendre la nation, s'engage en tant que transporteur, avant d'être rapatrié en 1916 à Paris à cause d'une dysenterie qui l'affaiblit quelques temps. Le musicien traverse donc une période peu fertile en matière de composition, d'autant plus qu'il vient de perdre sa mère. Il se remet au travail en 1919 avec "La valse", qu'il n'achève qu'en 1928. Un style audacieux
Au moment où disparaît Debussy, un grand maître de la composition en terme d'innovations, Ravel est devenu le nouveau modèle de la musique en France.
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On suppose la réaction magnétique d'induit parfaitement compensée. Pour l'inducteur, on peut écrire en régime permanant u= (R h +r)i
A vitesse et flux constant, l'induit est un dipôle actif linéaire. -E-RI+U=0 ↔ U=E+RI or E=KØr→ U=KØr+RI Les résistances peuvent varier en fonction de la température. Sens de rotation
Le sens des forces électromagnétiques qui produisent la rotation dépend:
Du champ magnétique donc du courant d'excitation. Moteur à excitation indépendante. Du courant du conducteur de l'induit. On pourra changer le sens de rotation en inversant l'un ou l'autre des courants I ou i. La rotation dans les deux sens est possible. Expression de la vitesse
On a déduit à partir de E = KØr = U-RI r = (U-RI)/KØ = 2IIn (n en tr/s) Si n est en tr/min r = (U-RI)/KØ Les quatre grandeurs r, u, I et Ø qui déterminent le fonctionnement sont liées par la relation ci-dessus. Démarrage du moteur
Intensité du courant
Pour être entraîné par le moteur à la vitesse r, la charge nécessite un couple électromagnétique de moment T=KØI donc impose l'intensité du courant I en fonctionnement.
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Cette solution est peu économique. Solution 2: on utilise des démarreurs ou variateurs de vitesse. Fonctionnement à vide A vide la seule puissance absorbée sert à compenser les pertes. La puissance utile est nulle. La vitesse à vide se règle en fonction de la tension d'alimentation ou du flux inducteur Φ. Attention: Phénomène d'emballement A vide, il ne faut jamais supprimer le courant d'excitation Ie lorsque l'induit est sous tension, car le moteur peut s'emballer. En effet si Ie → 0 alors Φ → 0 et Ω0 → ∞. Moteur a excitation independante paris. Fonctionnement à flux constant
La caractéristique passe approximativement par zéro. Caractéristique vitesse = f(U) Fonctionnement en charge Exprimons la vitesse de rotation en fonction de la tension d'alimentation: Couple en fonction de la vitesse La vitesse dépend de: la tension d'alimentation U; l'intensité du courant I imposée par le moment du couple résistant U reste tout de même grand devant R. I. En conséquence la vitesse de rotation est essentiellement fixée par la tension d'alimentation U et varie très peut en fonction du courant, c'est-à-dire de la charge.
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Le démarrage direct sous la tension nominale n'est pas recommandé en charge. On limite la pointe maximale du courant I d max par exemple Î d =1, 5I N. Le démarrage en charge ne pose pas de problème si le moteur est adapté à la charge, c'est-à-dire si celle-ci demande un courant I d inférieur ou égale à Î d. Limitation du courant de démarrage
Première solution
L'induit étant alimenté sous la tension nominale, on limite l'intensité de courant qu'il absorbe à l'aide d'un rhéostat branché en série, dont on diminue la résistance au fur et à mesure de la mise en vitesse. Ce procédé n'est pas économique par effet joule. On ne l'utilise plus que dans le cas des moteurs de faible puissance donc la durée de démarrage est courte. Seconde solution
Pendant la phase de démarrage, on alimente l'induit sous une tension induite U
Il parcours alors l'Europe et les Etats-Unis pour se produire en concert, et il offre à partir de ce moment-là une œuvre au langage harmonique plus souple, ce qui en fait toute son originalité. La Sonate pour violon et violoncelle de 1922 témoigne parfaitement de ce changement, et tout l'art lyrique du compositeur se dégage de L'Enfant et les sortilèges et des Concertos pour piano et orchestre, datant respectivement de 1925 et 1931. Tandis qu'en 1920, il refuse de recevoir la Légion d'honneur, il se voit décerner huit ans plus tard un doctorat honorifique de l'université d'Oxford, ce qui confirme son succès à l'étranger. Cette même année 1928, il compose le célèbre Boléro, un morceau commandé par la danseuse Ida Rubinstein pour l'opéra de Paris. Il s'agit encore aujourd'hui de la composition musicale française la plus jouée dans le monde. Puis, Ravel se lance dans la composition simultanée de deux concertos pour piano, qui seront les pièces les plus importantes de la fin de sa vie. Il s'agit du Concerto en sol majeur (1932) et du Concerto en ré majeur pour la main gauche (1930), ce dernier ayant été réalisé à la demande du pianiste Paul Wittgenstein, qui a perdu son bras droit lors de la Grande Guerre.
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