PRESSE-AGRUMES

Etude du moteur

Mise en situation

Le presse-agrumes est équipé d'un moteur à courant continu à aimant permanent. Le but est de rechercher quelques caractéristiques de ce moteur.

Hypothèses et données

Les courbes fournies par le constructeur, donnant la fréquence de rotation, l'intensité du courant et le rendement en fonction du couple, sont proposées ci-dessous, pour une tension nominale de 6 V.

Travail demandé

1ère partie - Généralités

1. Qu'est-ce qu'une tension nominale?
2. Pourquoi le rendement du moteur est-il nul :
   • Lorsque la fréquence de rotation est maximale?
   • Lorsque le couple moteur est maximal?
3. Que se passe-t-il si le couple moteur se trouve dans la zone critique?
4. Quel est le facteur principal limitant la durée de vie d'un moteur à courant continu à aimant permanent?
5. Quelle est la fréquence de rotation maximale N_max de ce moteur, en tr/min?
6. En déduire la vitesse angulaire maximale ω_max, en rad/s.

2ème partie - Expressions littérales

Proposer des relations permettant de calculer, en fonction du couple moteur C, en mN.m :

1. L'intensité I, en mA.
2. La puissance électrique consommée Pe, en mW.
3. La vitesse angulaire ω, en rad/s.
4. La puissance utile sur l'arbre Pa, en mW.
5. Le rendement du moteur η.

3ème partie - Graphiques

1. Tracer la courbe de la puissance utile sur l'arbre en fonction du couple moteur.
2. Mesurer la puissance utile maximale, en W, ainsi que le couple moteur correspondant, en mN.m.
3. Tracer la courbe donnant le rendement en fonction du couple moteur.
4. Cette courbe est-elle conforme à celle proposée par le constructeur?