Le moteur CC est l’appareil qui convertit le courant direct en travail mécanique. Il fonctionne sur le principe de la loi de Lorentz, qui stipule que « Le conducteur de transport en courant placé dans un champ magnétique et électrique expérimente une force». La force expérimentée est appelée la force de Lorentz. La règle de la main gauche Flemming donne la direction de la force.
Règle de la main gauche Fleming
Si le pouce, le majeur et l’index de la main gauche sont déplacés les uns des autres par un angle de 90 °, le majeur représente la direction du champ magnétique. L’index représente la direction du courant et le pouce montre la direction des forces agissant sur le conducteur.
La formule calcule l’ampleur de la force,
Avant de comprendre le fonctionnement du moteur CC, nous devons d’abord connaître sa construction. L’armature et le stator sont les deux parties principales du moteur à courant continu. L’armature est la partie rotative et le stator est leur partie stationnaire. La bobine d’armature est connectée à l’alimentation DC.
La bobine d’armature se compose des commutateurs et des brosses. Les commutateurs convertissent le CA induit dans l’armature en DC et les pinceaux transfèrent le courant de la partie rotative du moteur en charge externe stationnaire. L’armature est placée entre le pôle Nord et Sud du permanent ou de l’électro-aimne.
Pour plus de simplicité, considérez que l’armature n’a qu’une seule bobine qui est placée entre le champ magnétique illustré ci-dessous dans la figure A. Lorsque l’alimentation en courant continu est donnée à la bobine d’armature, le courant commence à traverser. Ce courant développe son propre champ autour de la bobine.
La figure B montre que le champ induit autour de la bobine:
Par l’interaction des champs (produits par la bobine et l’aimant), le champ résultant se développe à travers le conducteur. Le champ résultant a tendance à retrouver sa position d’origine, c’est-à-dire dans l’axe du champ principal. Le champ exerce la force aux extrémités du conducteur, et donc la bobine commence à tourner.
Que le champ produit par le champ principal soit fmet ce champ tourne dans le sens des aiguilles d’une montre. Lorsque le courant circule dans la bobine, ils produisent leur propre champ magnétique, disons F, fr. Le champ Fr essaie de venir en direction du champ principal. Ainsi, le couple agit sur la bobine d’armature.
Le moteur à courant continu réel se compose d’un grand nombre de bobines d’armature. La vitesse du moteur est directement proportionnelle au nombre de bobines utilisées dans le moteur. Ces bobines sont maintenues sous l’impact du champ magnétique.
L’une extrémité des conducteurs est maintenue sous l’influence du pôle Nord, et l’autre extrémité est maintenue sous l’influence du pôle Sud. Le courant entre dans la bobine d’armature à travers le pôle Nord et se déplace vers l’extérieur à travers le pôle Sud.
Lorsque la bobine passe d’un pinceau à l’autre, en même temps, la polarité de la bobine change également. Ainsi, la direction de la force ou du couple agissant sur la bobine reste la même.
Le couple induit dans la bobine devient zéro lorsque la bobine d’armature est perpendiculaire au champ principal. Le couple zéro signifie que le moteur cesse de tourner. Pour résoudre ce problème, le nombre de bobines d’armature est utilisée dans le rotor. Donc, si une de leurs bobines est perpendiculaire au champ, les autres bobines induisent le couple. Et le rotor se déplace en continu.
De plus, pour obtenir le couple continu, la disposition est maintenue de telle manière que chaque fois que les bobines coupent l’axe neutre magnétique de l’aimant, la direction du courant dans les bobines devient inversée. Cela peut être fait avec l’aide du commutateur.