Moteur à excitation série
L'inducteur et l'induit sont reliés en série. Conséquence : Ie = I | Branchement |
Vitesse de rotation
Le sens de rotation dépend :
du sens du flux, donc du sens du courant d'excitation Ie ;
du sens du courant d'induit I.
Expression de la vitesse : E = KΦΩ = U − RI :
Démarrage du moteur
Tension de démarrage :
Comme pour le moteur à excitation indépendante, il est préférable de démarrer sous tension d'induit réduite.
En effet au démarrage : Ω = 0 ⇒ E = 0 ⇒ I =U / Rt
Couple de démarrage
Le moteur série peut démarrer en charge.
Supposons que l'on limite le courant de démarrage Id à 1,5 fois le courant nominal In.
On démontre que :
Excitation indépendante : Td = 1 ,5Tn
Excitation série : Td = 2,25Tn
Pour les mêmes conditions, le moteur série possède un meilleur couple de démarrage que le moteur à excitation indépendante.
Fonctionnement à vide
La charge impose le courant I
Si Tem tend vers 0, I tend aussi vers 0 et Ω tend vers l'infini (si l'on ne tient pas compte des frottements).
Attention : Phénomène d'emballement
Alimenté sous tension nominale, le moteur série ne doit jamais fonctionner à vide au risque de s'emballer.
Caractéristique T=f(I)
| Couple en fonction du courant |
Fonctionnement en charge
Caractéristique mécanique T=f(Ω)
Fonctionnement sous tension nominale Si nous négligeons les différentes pertes : Sous tension nominale, le moteur à excitation en série ne peut pas fonctionner à faible charge car la vitesse dépasserait largement la limite admise. | Couple en fonction de la vitesse |
Bilan énergétique
Soient :
|
Emploi
Ce moteur possède un fort couple de démarrage. Il convient très bien dans le domaine des fortes puissances (1 à 10 MW) pour obtenir un fonctionnement satisfaisant en faible vitesse (traction, laminoirs).
En petite puissance il est employé comme démarreur des moteurs à explosion.