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Commutation en machine à courant continu

Les courants induits dans les conducteurs d'induit d'un générateur de courant continu sont de nature alternée. Le passage d’un courant alternatif généré au courant continu appliqué implique le processus de Commutation. Lorsque les conducteurs de l'induit sont sous le pôle nord, le courant induit circule dans un sens. Le courant circule dans le sens opposé lorsqu'ils sont sous le pôle sud.

Comme le conducteur passe sous l'influence dele pôle nord et pénètre dans le pôle sud, le courant en eux est inversé. L'inversion du courant a lieu le long de l'axe de la MNA ou de la brosse. Lorsque l'envergure de la brosse comporte deux segments de commutateur, l'élément d'enroulement connecté à ces segments est court-circuité.

Le terme Commutation signifie le changement qui a lieu dans un enroulementélément pendant la période d'un court-circuit par une brosse. Laissez-nous mieux comprendre la commutation en considérant un simple enroulement d'anneaux illustré ci-dessous à la figure A.

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Dans la position illustrée à la figure A, le courant 1 qui passe du côté gauche vers la brosse passe autour de la bobine dans le sens des aiguilles d'une montre. Considérons maintenant l’autre figure B ci-dessous.

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Dans la figure ci-dessus, la position de la bobinemontre que la même quantité de courant est transportée par toutes les bobines et que la direction du courant est également similaire, mais que la bobine est trop court-circuitée par la brosse.

Dans la figure C ci-dessous, le pinceau faitcontact avec les barres a et b, court-circuitant ainsi la bobine 1. Le courant est toujours I du côté gauche et I du côté droit. On voit que ces deux courants peuvent atteindre la brosse sans passer par la bobine 1.

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Dans la figure D ci-dessous, la barre (b) vientquitté la brosse, et le court-circuit de la bobine on est terminé. Il est maintenant nécessaire que le courant atteigne la brosse du côté droit dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

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De toute la discussion ci-dessus, on voit quependant la période du court-circuit d'une bobine d'induit par une brosse, le courant dans la bobine doit être inversé et également ramené à sa valeur maximale dans le sens inverse. Le temps du court-circuit s'appelle la période de commutation.

La figure ci-dessous montre comment le courant dansla bobine court-circuitée varie pendant le bref intervalle du court-circuit. La courbe b montre que le courant passe de + I à –I linéairement au cours de la période de commutation. Une telle commutation s'appelle Commutation idéale ou Commutation en ligne droite.

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Si le courant à travers la bobine 1 n'a pas atteintsa valeur maximale dans la position de la figure D, puis, comme la bobine 2 transporte le courant maximal, la différence entre les courants traversant les éléments 2 et 1 doit passer du commutateur à la brosse sous la forme d’une étincelle. Ainsi, la cause de la formation d'étincelles au niveau du commutateur est l'impossibilité pour le courant présent dans les éléments court-circuités d'atteindre la valeur maximale en sens inverse à la fin du court-circuit. sous commutation ou commutation retardée.

La courbe du courant en fonction du temps dans un tel casest représentée à la figure E par la courbe A. Dans la courbe de commutation idéale B, le courant des bobines de commutation varie linéairement de + I à –I pendant la période de commutation.

En pratique, le courant dans labobine court-circuitée après la période de commutation n’atteint pas sa valeur maximale. Cela est dû au fait que la bobine court-circuitée offre une auto-inductance en plus de la résistance. Le taux de variation du courant est si élevé que l'auto-inductance de la bobine établit un champ EMF, qui s'oppose à l'inversion.

Comme le courant dans la bobine doit passer de + I à –I, le changement total est 2I. Si tc est le temps de court-circuit et L est leinductance de la bobine (= auto-inductance de la bobine court-circuitée + inductances mutuelles des bobines voisines), alors la valeur moyenne de la tension auto-induite est

commutation-eq

Ceci est appelé le tension de réactance.

La grande tension apparaissant entre le commutateurles segments auxquels la bobine est connectée provoquent des étincelles au niveau des brosses de la machine. La formation d'étincelles sur le commutateur est très préjudiciable et elle endommagerait la surface du commutateur et les balais. Son effet est cumulatif, ce qui peut entraîner un court-circuit de la machine avec un arc autour du commutateur de brosse en brosse.

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