CARACTÉRISTIQUES
MÉCANIQUES D'UN MOTEUR
La principale caractéristique mécanique d'un moteur est celle liant
- La vitesse de rotation au
- couple mis en œuvre
La vitesse de rotation
Elle s'exprime en radians par seconde (le symbole est Ω)
On utilise la dénomination de fréquence de rotation pour désigner le nombre de tours par seconde ou de tours par minute
formules de conversion
1
tour par minute correspond à 60 tours par seconde
1 tour = 2.π radians
1 tour = 2.π radians
La vitesse de rotation peut également être interprétée comme une pulsation de rotation car elle s'exprime en radians par seconde
Le couple
Le couple est l'action mécanique susceptible de produire un mouvement de rotation
Il s'exprime en Newton-mètre (N.m)
La puissance mise en œuvre
Lorsqu'un moteur
parvient
à produire un mouvement de rotation dont les
caractéristiques sont
Équilibre (point de fonctionnement)
Énergie emmagasinée par un objet en rotation
Interprétation graphique
Couple C (N.m)
Vitesse de rotation Ω (rad/s)
Il développe une puissance P = C . Ω exprimée en watts (W)
Bien entendu il absorbe une puissance électrique supérieure car la conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique occasionne des pertes, principalement de la chaleur.
Vitesse de rotation Ω (rad/s)
Il développe une puissance P = C . Ω exprimée en watts (W)
Bien entendu il absorbe une puissance électrique supérieure car la conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique occasionne des pertes, principalement de la chaleur.
Équilibre (point de fonctionnement)
Le moteur,
générateur de mouvement de rotation, est
associé à un récepteur, par exemple un
ventilateur, qui lui, s'oppose à l'action du
générateur.
La caractéristique mécanique du moteur traduit ses possibilités de produire une énergie mécanique de rotation. Elle montre la relation entre le couple demandé au moteur et la vitesse qu'il peut atteindre.
Il en est de même pour le récepteur, la relation porte cette fois sur le couple à fournir pour obtenir la vitesse demandée.
Pour que la mise en mouvement soit possible, il faut que le couple moteur soit supérieur au couple résistant. Tant qu'il en est ainsi, l'ensemble accélère.
L'équilibre est obtenu quand le couple moteur est égal au couple résistant. A ce moment, la vitesse se stabilise. Les coordonnées de l'équilibre forment le point de fonctionnement.
La caractéristique mécanique du moteur traduit ses possibilités de produire une énergie mécanique de rotation. Elle montre la relation entre le couple demandé au moteur et la vitesse qu'il peut atteindre.
Il en est de même pour le récepteur, la relation porte cette fois sur le couple à fournir pour obtenir la vitesse demandée.
Pour que la mise en mouvement soit possible, il faut que le couple moteur soit supérieur au couple résistant. Tant qu'il en est ainsi, l'ensemble accélère.
L'équilibre est obtenu quand le couple moteur est égal au couple résistant. A ce moment, la vitesse se stabilise. Les coordonnées de l'équilibre forment le point de fonctionnement.
Énergie emmagasinée par un objet en rotation
Un objet en
rotation emmagasine
de l'énergie mécanique. Pour qu'il
accélère, il faut lui en communiquer et lui en
soustraire pour qu'il ralentisse.
En plus du couple résistant évoqué plus haut, le moteur doit fournir un couple pour mettre l'objet en mouvement.
On peut considérer qu'un objet en rotation constitue un réservoir d'énergie mécanique.
Le volant d'inertie en est un exemple, il permet la stabilisation de la vitesse de rotation de l'ensemble dont il fait partie.
En plus du couple résistant évoqué plus haut, le moteur doit fournir un couple pour mettre l'objet en mouvement.
On peut considérer qu'un objet en rotation constitue un réservoir d'énergie mécanique.
Le volant d'inertie en est un exemple, il permet la stabilisation de la vitesse de rotation de l'ensemble dont il fait partie.
Interprétation graphique
Les
caractéristiques
couple-vitesse nous permettent des interprétations
graphiques des phénomènes mis en jeu
Puissance fournie par le moteur
Puissance
nécessaire
à mettre la matière en mouvement
Nous nous plaçons en cours d'accélération, à l'instant pour lequel la vitesse de rotation est O1
Puissance fournie par le moteur
Lorsque le moteur
tourne
à la vitesse Om et développe le couple Cm, la
puissance mise en jeu est P = Cm . Om
Cette valeur est représentée par l'aire du rectangle bleu.
Cette valeur est représentée par l'aire du rectangle bleu.
Nous nous plaçons en cours d'accélération, à l'instant pour lequel la vitesse de rotation est O1
L'aire du
rectangle bleu
représente la puissance absorbée par le
récepteur pour vaincre le couple résistant
L'aire du rectangle rouge représente la puissance nécessaire à mettre la matière en mouvement
L'aire du rectangle rouge représente la puissance nécessaire à mettre la matière en mouvement
On constate que l'aire du
rectangle rouge
devient nulle pour le point de fonctionnement, c'est normal car
la vitesse est stabilisée.