Laboratoire d’électricité

Le moteur triphasé

2018/2019Mr Dion

1. But du laboratoire :

· Utilisation d’appareils de mesure.

· Câblage d’un transformateur, moteur asynchrone triphasé, appareillage de protection et de commande.

· Identifier chaque appareil et sa plaque signalétique.

· Dessiner, lire et interpréter un schéma électrique.

· Repérer les bornes et assurer un raccordement correct.

· Choisir le moyen de protection adéquat.

· Réaliser et interpréter des mesures de tension, d’intensité, d’isolement, de continuité,….

· Rechercher dans une documentation l’élément équivalent à remplacer.

2. Savoirs et compétences à développer :

Identifier chaque appareil et sa plaque (ou notice) signalétique.

Distinguer les notions et / ou mesurer :

· tension, intensité, résistance, impédance, puissance…, en continu et en alternatif,

· fréquence,

· déphasage,

· vitesse de rotation,

· force,

· couple,

Justifier l’emploi de chaque appareil en fonction de son utilisation.

Lire et interpréter un schéma de commande d’un moteur asynchrone.

Repérer les bornes et assurer un raccordement correct.

Choisir le moyen de protection adéquat.

Rechercher, dans une documentation, l’élément équivalent à remplacer.

Réaliser et interpréter des mesures de tension, d’intensité, d’isolement, de continuité, …

Sélectionner avec pertinence les points spécifiques à contrôler.

Appliquer la procédure de mesure adaptée à chaque grandeur à contrôler et relever avec précision les mesures, ainsi que les conditions environnementales et circonstancielles accompagnant les mesures.

Consigner les résultats dans un rapport circonstancié.

Comparer les résultats des contrôles aux valeurs prescrites ou attendues et interpréter les résultats.

Résoudre les calculs nécessaires aux contrôles (trigonométrie, géométrie, équations).

3. Objectifs :

L’élève devra être capable de choisir, câbler et prendre des mesures d’un moteur asynchrone triphasé en vue d’appliquer les notions étudiées en théorie. Il est amené à déterminer en autonomie tous les composants de protections, commandes et puissance à partir d’un cahier des charges. De respecter et d’appliquer les règles de dessin pour la mise aux propres des schémas sur logiciel. D’acquérir une méthode de travail en vue d’accomplir les objectifs demandés et de rédiger un rapport technique pour être capable d’exécuter les situations d’intégrations avec aisance.

4. Support :

La situation d’apprentissage se déroule dans le local 611 sous la surveillance du professeur. L’élève a à sa disposition le matériel informatique avec connexion internet, le matériel présent dans le local et tous les documents des constructeurs.

5. Consigne :

Le laboratoire s’effectue par groupe qui sont établit par le professeur. Il est INTERDIT de mettre le système sous tension sans l’accord préalable du professeur.

6. Cahier des charges :

Nous allons étudier les différents procéder de démarrage de moteur asynchrone de faible puissance (<1,5 KW). Ce rapport contient des rappels théoriques et par la suite vous devez répondre aux questions, réaliser les calculs avec les différents essais demandés et d’insérer les schémas en annexe.

7. Rappels :Les moteurs asynchrones triphasés.

De nombreux moteurs à courant alternatif utilisent les propriétés des champs tournants. Un ensemble de trois bobines identiques parcourues par des courants triphasés produisent au centre géométrique de l’ensemble un champ tournant à une vitesse égale à la vitesse NS de rotation des courants.

Le moteur asynchrone triphasé comprend :

Une partie fixe appelée STATOR.

Une partie mobile appelée ROTOR.

Le stator

Il est constitué d’une enveloppe à l’intérieur de laquelle est logé un empilage de tôles magnétiques isolées entre elles par un vernis et munies d’encoches. Ces encoches sont reparties d’une façon uniforme et permettent de loger les bobinages.

L’enveloppe est également conçue d’une façon fonctionnelle afin d’assurer la protection mécanique des parties actives et de participer au refroidissement du moteur.

Les extrémités de chaque enroulement aboutissent sur une plaque à bornes dont les extrémités doivent porter les repères normalisés suivants :

. 1er enroulement U1 U2

. 2eme enroulement V1 V2

. 3eme enroulement W1 W2

Les six bornes sont disposées comme indiqué sur la figure ci-dessous :

L’accès aux extrémités des bobines permet d’effectuer en fonction de la tension du réseau et des indications portées sur la plaque signalétique du moteur, soit le couplage étoile, soit le couplage triangle.

Le rotor

Le rotor comprend un empilage de tôles magnétiques, isolées entre elles par un vernis et munies d’encoches réparties régulièrement en périphérie. L’enroulement est purement et simplement remplacé par des barres solides de cuivre ou d’aluminium, logées dans les encoches et réunies latéralement par des anneaux de forte section et de métal. L’ensemble de ces barres ainsi montées donne l’aspect d’une cage d’écureuil d’où le nom de ces moteurs.

La plaque signalétique :

C’est la fiche d’identité du moteur délivrée et certifiée par le constructeur, elle contient donc les caractéristiques nominales électriques du moteur. Voici un exemple :

 Explications:

· Type :(LS90Lz) référence propre au constructeur

· Puissance :(1,5Kw) puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur.

· facteur de puissance :(0,78) permet le calcul de la puissance réactive consommée par le moteur.

· Tensions : (230v/400v) la première indique la valeur nominale de la tension aux bornes d’un enroulement. Elle justifie le couplage (étoile ou triangle) à effectuer en fonction du réseau d’alimentation.

· Intensités :(6,65A/3,84A) Elles représentes l’intensité en ligne (dans chaque phase) pour chacun des couplages.

· rendement (rdt%76) : permet de connaître la puissance électrique consommée (on dit absorbée)

· vitesse :(1440 Tr/mn) Indique la vitesse nominale du rotor. On dit aussi vitesse réelle. On connait alors La vitesse de synchronisme ns du moteur (ici 1500T/mn)

· Fréquence :(50HZ) fréquence du réseau d’alimentation.

· Nombre de phases :(Ph 3) moteur triphasé

· Température ambiante :(40°C) utilisation recommandée maximum

· service :(S1) utilisation (marche) continu, intermittent...

· classe d’isolement : définie sa température maximale en exploitation.

· Indice de protection IP : indique par trois chiffres la résistance du moteur à la poussière, à l’eau et aux chocs mécaniques.

Question n°2 : Déterminez toutes les caractéristiques du moteur utilisé au labo.

Puissance :

Vitesse :

Couple :

Intensité si alimenté en 400V :

Le couplage pour réseau 400V :

Le cos phi :

Le rendement :

Le glissement :

Le nombre de paire de pôles :

La vitesse de rotation du champ tournant est dictée par cette formule :

NS= (60.f) / P f= fréquence du réseau en Hz P = le Nombre de paire de pôles.

Question n°3 : Complétez le tableau :

Nombre de paire de pôles

1

2

3

4

Fréquence de l’alimentation

Vitesse du champ tournant en tours par minutes (NS)

100Hz

50Hz

25Hz

Le rotor tourne dans le même sens que le champ, mais un peu plus lentement que lui. Cela explique le qualificatif d’asynchrone donné à ce moteur. La différence relative entre la vitesse de synchronisme NS et la vitesse du rotor NR est appelée le glissement.

Le glissement est calculé : g= (Ns-Nr) / Ns

Formulaires :

A utiliser au cours des essais.

PS : Attention aux unités et gardé l’esprit logique (réflexion). Si vous calculez un courant de 215 ampères, ce n’est pas logique !

Le dessin électrique :

Un schéma électrique représente, à l'aide de symboles graphiques, les différentes parties d'un réseau, d'une installation ou d'un équipement qui sont reliées et connectées fonctionnellement.Un schéma électrique a pour but :

· d'expliquer le fonctionnement de l'équipement (il peut être accompagné de tableaux et de diagramme),

· de fournir les bases d'établissement des schémas de réalisation,

· de faciliter les essais et la maintenance.

Il y existe différentes solutions pour représenter les schémas, au labo, nous allons dessiner, lire et interpréter des schémas de moteur triphasé sous la représentation multifilaire.

En multifilaire, chaque conducteur est représenté par un trait et est divisé en deux parties, la commande et la puissance. Voici un exemple :

La commande :

La puissance :

.

8. Choix des protections du moteur :

Donnez la référence du disjoncteur magnétothermique :

Donnez la référence du contacteur pour une commande en 24V AC :

9. Le schéma de câblage

Voici le schéma à réaliser su Q-ElectroTec, il faut indiquer les bonnes valeurs dessus qui sont propre à votre moteur. Il sera à insérer en annexe.

10. Le câblage

Quand le schéma est approuvé par le professeur :

· Placer les composants sur la platine.

· Câbler la puissance en noir et en 2,5mm².

· Câbler la commande en bleu et noir ou rouge en 0,75mm².

· Placer sur tous les fils les embouts.

· Serrer suffisamment les bornes.

· Brancher correctement les barrettes.

· Appeler le professeur.

11. Test et prise de mesure

Mesurer la tension entre L1-L2 :

L2-L3 :

L3-L1 :

Mesurer l’intensité dans L1 :

L2 :

L3 :

12. Evaluation

CRITERESINDICATEURSAPPRECIATION

Respect des normes, règles et consignesA rentré son travail dans le temps imparti

A respecté les normes et standardisations

A respecté les mesures de sécurité

A montré une attitude positive à la production

A pris des initiatives au sein de l’équipe

Maîtrise technique et processusA effectué un schéma normalisé

A choisi et placé correctement les composants

A effectué convenablement le raccordement

A vérifié et corrigé éventuellement le montage

A relevé les mesures adéquates

CommunicationA identifié les références exactes des composants

A présenté un document soigné, lisible et compréhensif

A interprété correctement les résultats

Produit finiLa production correspond à ce qui a été demandé

Le travail a été exploité

Total :

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