Choix Moteur Asynchrone Eleves2

1e1t1 1&! 1=1 121 1À.1n1 1 1e1n1 1r1d1/1s1,1 1r1 1r1a1y1o1n1 1

1

1

1

111151f1o1r1c1e1 1F111 1d1u1e1 1à

L1e1s1 1c1r1i1t1è1r1e1s1 1d1e1 1C1h1o1i1x111L1e1 1c1h1o1i1x1 1 d1'1u1n1 1 1m1o1t1e1u1r1 1 1a1s1y1n1c1h1r1o1n1e1 1e1t1 1d1e1 1s1o1n1 1m1o1d1e1 1d1e1 1d1é1m1a1r1r1a1g1e1 1d1é1p1e1n1d1e1n1t1 1d1e1 1l1a1 1p1u1i1s1s1a1n1c1e1 1i1n1s1t1a1l1l1é1e1 1d1u1 1r1é1s1e1a1u1 1d1 a1l1i1m1e1n1t1a1t1i1o1n1 1(1q1u1i1 1d1é1f1i1n1i1t1 1l1 a1p1p1e1l1 1d1u1 1c1o1u1r1a1n1t1 1a1d1m1i1s1s1i1b1l1e1)1.111L1a1 1c1h1u1t1e1 1d1e1 1t1e1n1s1i1o1n1 1a1u1 1d1é1m1a1r1r1a1g1e1 1d1o1i1t1 1ê1t1r1e1 1d" 1 1à1 1±1 151%1 1d1e1 1l1a1 1t1e1n1s1i1on réseau.La tension d’alimentation du moteur doit être compatible avec celle du réseau.

Le moteur asynchrone doit être choisi pour fonctionner à puissance nominale, c’est à cette puissance que le rendement du moteur et le cos( sont les meilleurs

Le démarrage d’un moteur asynchrone ne peut avoir lieu que si le couple moteur est à chaque instant supérieur au couple résistant de la machine à entrainer. (Le couple résistant d’une machine définit l’effort que la charge mécanique oppose au maintien de sa mise en mouvement. Il s’exprime en Newton mètre (Nm)).

Couple résistant, puissance et réseau constituent les facteurs principaux pour le choix d’un moteur asynchrone triphasé et son mode de démarrage.

Remarque : En critère de choix on ajoute en plus l’inertie ?L’inertie est une résistance des objets pesants (lourd) au mouvement qui leur est imposé. Elle est d’autant plus importante que la masse de la charge est grande et s’oppose à la mise en mouvement.Elle est caractérisée par le moment d’inertie J, qui s’exprime en kg/m2.L’inertie définie donc le couple nécessaire pour mettre en mouvement une masse m.

Les divers couples résistants : Les couples résistants des machines à entrainer par les moteurs asynchrones sont classés en 4 catégories.


2

2

2

222152f2o2r2c2e2 2F212 2d2u2e2 2à

Machine à puissance constante (enrouleuse, compresseur, essoreuse)

Machine à couple constant (levage, Broyeur, pompe…)

Machine à couple proportionnel à la vitesse, (mélangeur)

Machine à couple proportionnel au carré de la vitesse (ventilateur, pompe centrifuge)

Couple de démarrage

Pour que le moteur entraine une machine, il lui faut un couple de démarrage.

Celui-ci doit d’une part décoller la masse (de moment d’inertie J) de la machine et d’autre part vaincre le couple résistant relatif à la machine.

On désigne par Ta le couple d’accélération (qui n’existe que pendant la mise en vitesse de la masse d’inertie J) et Tr le couple résistant de la machine (qui se maintien durant tout le

Ainsi le Couple de démarrage Td peut se calculer : Td = Courbe de Couple d’un moteur asynchrone


3

3

3

333153f3o3r3c3e3 3F313 3d3u3e3 3à

Exploitation Courbe de couples (Couple moteur et couple résistant)

Couples moteur et résistant en fonction de la vitesse

EMBED Visio.Drawing.11

250Kg

tr/min

T Nm

Td

Couple résistantTr1

10

60

30

14351000500

Couple d’accélération Ta

0

1400

Tmax = 58 Nm

Point de

fonctionnement


4

4

4

444154f4o4r4c4e4 4F414 4d4u4e4 4à

Sur la figure indiquer les points :

Td : couple de démarrage (à n=0) Td =

Tmax : Couple moteur max Tmax =

Td est représenté par la flèche de gauche en observant les 2 autres flèches, donner l’équation de Td

Td =

En observant l’allure du couple résistant, quelle application réalise t’on

Donner la valeur de Tr1

Le moteur démarre-t-il ? (Td > Tr)

Quel point de la figure permet de dire que le démarrage est fini ?

En ce point (régime établi), à quoi est égal Ta et n

Que vaut le couple moteur

Tr1 représente une charge équivalente à 500Kg

Représenter sur la figure Tr2 pour une charge de 750Kg

Le moteur démarre-t-il ?

A quelle vitesse tconditions en régime établi


5

5

5

555155f5o5r5c5e5 5F515 5d5u5e5 5à

Tr3 représente une charge de 1.25 tonne, représenter Tr3

Le moteur démarre-t-il ?

Autre exemple

A quoi est égal Td

Td =

En observant l’allure de Tr quelle application réalise-t-on ?

EMBED Visio.Drawing.11

Lorsque la vitesse est nulle, arrivez-vous à faire tourner les pales d’un ventilateur

Quelle conclusion pouvez-vous faire de Tr à vitesse nulle

Couple d’accélération


6

6

6

666156f6o6r6c6e6 6F616 6d6u6e6 6à

Mode de calcul :

Selon le temps mis à la machine à entraiitesse nominale, le couple d’accélération sera plus ou moins important

Le Couple d’accélération dépend des masses à mettre en mouvement (J) et de la variation de la vitesse de rotation (vitesse angulaire) dans le temps

Formule : EMBED Equation.DSMT4

avec


7

7

7

777157f7o7r7c7e7 7F717 7d7u7e7 7à

Exemple 1 :

Calcul du couple d’accélération d’un moteur devant entrle m0,25kg.m2. La vitesse devant passer de 0 à 1435tr/min en 5s. L’inertie du moteur est comprise dans le moment d’inertie de la machine. (n =1435tr/min vitesse réel du moteur)

Calcul du couple d’accélération

EMBED

Equation.DSMT4

EM

Ta = Nm

Exemple 2 :

Calcul du temps de démarrage d’un moteur entrainant une machine

Pn =5kW n = 1435tr/min Td= 1,8Tn Tr =0,3 Tn J machine +moteur = 5kg.m2

nal 7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777

7777777777777777777777777 7&!

7C7a7l7c7u7l7 7d7u7 7c7o7u7p7l7e7 7d7 a7c7c7é7l7é7r7a7t7i7o7n7

7

T7d7 7=7 7T7a7 7+7 7T7r7

7T7a7 7=7 7T7d7 7-7 7T7r7

7T7n7 7=7

7T7r7 7=7 707,737 7T7n7

7T7r7 7=7 7

7T7d7 7=7


8

8

8

888158f8o8r8c8e8 8F818 8d8u8e8 8à

818,888 8T8n8

8T8d8 8=8 8

8T8a8 8=8 8T8d8 8-8 8T8r8

8T8a8 8=8 8

8T8a8 8=8 88

8

8C8a8l8c8u8l8 8d8u8 8t8e8m8p8s8 8d8e8 8d8é8m8a8r8r8a8g8e8

8

8 8

E8M8B8E8D8

8E8q8u8a8t8i8o

8n8.8D8S8M8T8

48 88

dΩTa = J.

dt

88

88 8

E8M8B8E8D8

8E8q8u8a8t8i8o

8n8.8D8S8MT4

dΩdt = J.

Ta

EMBED

Equation.DSMT

4

dΩdt = J.

Ta

dt =


9

9

9

999159f9o9r9c9e9 9F919 9d9u9e9 9à


10

10

10

1010101510f10o10r10c10e10 10F10110

10d10u10e10 10à

Choix d’un moteur asynchrone Exemple 1

Soit l’installation : La vitesse V de montée de la plateforme est de 0,4m/s

Calculer la masse à monter

Calculer la force de la pesanteur F = mg

(avec gravité g =10)

Sachant que la puissance nécessaire à la montée de la charge Pcharge est égale à Pcharge = F.V

Calculer Pcharge

Le réducteur de vitesse à un rendement (() de 80% Donner l’équation du rendement en fonction de P charge et Pu (Attention puissance10 10u10t10i10l10e10 10d10u10 10m10o10t10e10u10r10 10=10 10p10u10i10s10s10a10n10c10e10 10a10b10s10o10r10b10é10 10d10u10 10t10r10e10u10i10l10)10

10

10

10

10


11

11

11

1111111511f11o11r11c11e11 11F11111

11d11u11e11 11à

11

11C11a11l11c11u11l11e11r11 11l11a11 11p11u11i11s11s11a11n11c11e11 11u11t11i11l11e11 11d11u11 11m11o11t11e11u11r11

11

11

11

11

11

11

1111L11a11 11p11u11i11s11s11a11n11c11e11 11u11t11i11l11e11 11d11u11 11m11o11t11e11u11r11 11e11s11t11 11a11u11s11s11i11 11é11g11a11l11 11à11 11:11 11P11u11 11=11 11T11u11 11x11 11&! 11 11a11v11e11c11 11&! 11=11 11211.11(11.11n11 11e11n11 11r11d11/11s11

11L11e11 11c11o11u11p11l11e11 11u11t11i11l11e11 11(11T11u11)11 11i11c11i11 11e11s11t11 11l11e11 11c11o11u11p11l11e11 11d11u11 11m11o11t11e11u11r11 11d11o11n11c11 11T11m11

11S11i11 11l11e11 11m11o11t11e11u11r11 11t11o11u11r11n11e11 11e11n11 11r11é11g11i11m11e11 11é11t11a11b11l11i11,11 11d11o11n11n11e11r11 11l11a11 11r11e11l11a11t11i11o11n11 11e11n11t11r11e11 11l11e11 11T11m11 11(11T11u11)11 11 11e11t11 11l11e11 11c11o11u11p11l11e11 11r11é11s11i11s11t11a11n11t11 11T11r11

11

11

11

11

11

11

S11a11c11h11a11n11t11 11q11u11e11 11l11e11 11m11o11t11e11u11r11 11à11 11411 11p11ô11l11e11s11 11e11t11 11u11n11 11g11l11i11s11s11e11m11e11n11t11 11d11e11 11411%11 11

11C11a11l11c11u11l11e11r11 11l11e11 11c11o11u11p11l11e11 11r11é11s11i11s11t11a11n11t11 11T11r11 11(11i11c11i11 11T11r11 11=11P11u11/11&!)11 11;11 11&! 11=11 11211.11À.11n11 11;11 11 11n11 11=11 11n11s11 11(11111-11g11)11 11;11 11 11 11n11s1111p11 11:11 11P11a11i11r11e11s11 11d11e11


12

12

12

1212121512f12o12r12c12e12 12F12112

12d12u12e12 12à

12p12ô12l12es ;

f= 50Hz

En fonction de l’application faite, tracer Tr sur les 3 types de démarrage ci-dessous.

1 graduation= 10Nm

Rappeler quelle est la condition pour que le moteur démarre

Indiquer quel type de démarrage convient à notre application

Quel type de rotor sera-t-il nécessaire d’utiliser ?


13

13

13

1313131513f13o13r13c13e13 13F13113

13d13u13e13 13à

Choix d’un moteur asynchrone Exemple 2 avec accélération

Rappel : ( = Puissance sortante / puissance entrante

Compléter

( réducteur = ( treuil = ( poulie =

En déduire la puissance utile (Pu) en fonction de la Puissance de la charge (Pcharge)

Le système doit permettre de soulever la charge à une vitesse

constante avec un temps d’accélération dt en seconde.

Il faut donc pour soulever la charge en plus de la Force due à la


14

14

14

1414141514f14o14r14c14e14 14F14114

14d14u14e14 14à

pesanteur (F = m x g) une autre force qu’on appelle force d’accélération

(g =9.81 m/s2)

Calcul de cette force d’accélération

F = m x ( avec ( = dV /dt en m/s2

La force totale F = Fpesanteur + Faccélèration = ( m x g ) + (( x m )

La puissanc Pcharge = F x V


15

15

15

1515151515f15o15r15c15e15 15F15115

15d15u15e15 15à

Avec l’ens la chaine cinématique nous pouvons calculer la puissance que doit fournir le moteur (Pu )

EMBED Equation.DSMT4

ExerciceL’approvisionnement en matière première d’un four à coke est réalisé par une benne guidée par rails et tirés par un câble entrainé par un moteur asynchrone.

Le temps d’accélération dt ne doit pas dépasser 0.8s

Calculer la puissance utile du moteur ci-contre.

(En utilisant les question15s15 15s15u15i15v15a15n15t15e15s15)15

15

15C15a15l15c15u15l15e15r15 15l15a15 15v15i15t15e15s15s15e15 15l 15=15 15&! 15x15 15r15 15 15dV15 15e

15

15P15n15 15=15 15T15n15 15x15 15&!

1515 15E15M15B15E15D15 15E15q15u15a15t15i15o15n15.15D15S15M15T15415

151515

15

15

15

15

15

15T15n15 15=15 15

15

15

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Choix Moteur Asynchrone Eleves2