BTS CPI 2ème année Lycée Voillaume

Devoir surveillé n°1 : Choix d’un moteur asynchrone (Motorisation des systèmes – Electrotechnique)

I) Mise en situation Toute l’étude sera faite autour d’un ascenseur. Cet ascenseur est situé dans un immeuble de 6 étages à Paris. La motorisation est du type triphasé asynchrone.

Les caractéristiques du système sont :

Réseau : 230V / 400V

Masse maximale de la charge à déplacer : 450 kg (6 personnes)

Diamètre du treuil : 600 mm

Rapport de réduction du réducteur : r = 1/80

Rendement du treuil : ηtr = 0.83

Rendement du réducteur : ηred = 0.85

Rendement des poulies : considéré comme idéal (sans pertes)

Accélération de la pesanteur : g = 9.81 m/s2

Vitesse linéaire de déplacement souhaitée : V = 56 cm/s

DS n°1 : Choix d’un moteur asynchrone 1

BTS CPI 2ème année Lycée Voillaume

L’ensemble du système peut être schématisé de manière suivante :

But de l’étude : Notre objectif est de dimensionner le moteur asynchrone triphasé qui permet à l’ascenseur de monter et de descendre.

II) Calcul de la puissance utile du moteur 1) A partir du schéma synoptique, faites la représentation du système sous forme de schéma bloc.

2) Calculer la puissance P au niveau de la charge. Reporter le résultat sur le schéma bloc obtenu à la question 1.

3) Calculer la puissance utile en sortie du moteur asynchrone Pu.

III) Choix et étude du moteur asynchrone triphasé 4) Que signifie la puissance utile nominale pour un moteur ?

5) A partir de la documentation constructeur donnée an Annexe, choisir le moteur asynchrone qui convient pour l’ascenseur de cet immeuble. Le moteur possède 4 pôles.

Dans la suite du problème nous étudierons le moteur asynchrone LS 112 M/4 (4 kW).

6) Relever toutes les caractéristiques du moteur choisi et expliquer la signification de chacune des grandeurs.

7) Retrouver par le calcul la valeur du courant nominal du moteur In avec U = 380V.

8) Calculer la vitesse de rotation du moteur en partant de la vitesse de la charge. Comparer la avec la vitesse nominale du moteur et critiquer le bon choix du moteur.

DS n°1 : Choix d’un moteur asynchrone 2

F

450 kg

V

Réseau 230V/400V

MAS REDUCTEUR TREUIL

CAPTEUR D’EFFORT

CABLE

POULIES

FREIN

BTS CPI 2ème année Lycée Voillaume

9) Qu’est ce que le couple pour un moteur ? En utilisant la formule du couple donnée ci-dessous, calculer le couple résistant que présente la charge sur l’arbre du moteur pour une masse de 450 kg.

R : rayon du treuil en mètrer   : rapport de réduction du réducteur

10) Calculer le couple utile nominal du moteur Tun. Critiquez le bon choix du moteur asynchrone.

11) Un père monte avec son enfant dans l’ascenseur. La masse du père est de 85 kg alors que celle de l’enfant est de 45 kg. La masse de l’ascenseur lorsqu’il est vide est de 100 kg. Calculer le nouveau couple résistant Tr’ que la charge présente sur l’arbre du moteur. Pourquoi peut-on dire que le moteur est en sous-charge lorsque le père et son enfant utilisent l’ascenseur ?

12) Le fonctionnement nominal du moteur est obtenu lorsque le couple résistant de la charge Tr est égal au couple utile nominal du moteur Tun. Calculer la masse nominale de la charge pour le moteur choisi mn.

IV) Fonctionnement du système en descente Deux personnes appellent l’ascenseur au premier étage alors que l’ascenseur se trouve au troisième étage. On désire étudier le fonctionnement du système pendant la descente de l’ascenseur vide du troisième au premier étage. On considère que la vitesse de descente de l’ascenseur est constante et égale à 63 cm/s pendant tout le trajet.

13) Refaire la représentation du système de levage sous forme de schéma bloc. Préciser le sens de circulation d’énergie lors de la descente. Vous mettrez les flèches orientées entre chaque bloc.

14) Calculer la puissance P au niveau de la charge lors de la descente.

15) En prenant en compte les différents rendements du système, calculer : Ptr, la puissance en sortie du treuil, Pred, la puissance en sortie du réducteur, Pu, la puissance utile du moteur, Pa, la puissance absorbée du moteur en prenant le rendement du moteur asynchrone à

demi charge (1/2).

16) En déduire le rendement global du système en descente.

DS n°1 : Choix d’un moteur asynchrone 3

BTS CPI 2ème année Lycée Voillaume

Documentation technique : LEROY SOMMER

Caractéristiques des moteurs asynchrones triphasés

DS n°1 : Choix d’un moteur asynchrone 4