Guide Des Essais Et Mesures Finale

7/26/2019 Guide Des Essais Et Mesures Finale

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GUIDES DES ESSAIS ET MESURES

TAMSIR NIANG /PROFESSEUR DELECTROTECHNIQUE Page 1

GUIDE DES ESSAIS ET MESURES

REALISE PAR TAMSIR NIANG

PROFESSEUR DELECTROTECHNIQUE


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INTRODUCTION

Les travaux pratiques qui suivent doivent vous permettre de rentrer

dans le

Curdu mtier de l'lectrotechnicien. Ce sont des moments

privilgis pour poser des

questions, apprendre se servir du matriel et observer.

Pour tirer profit de ces sances, il vous est demand de lire le sujet

et de rdiger la

prparation du TP avant de venir.

Dans ce guide des thmes choisis ont t trait pour vous permettre

de mieux apprhender une sance de travaux pratiques tape par

tape.

SOMMAIRE

THEME1 : LA GENERATRICE A COURANT CONTINU EXCITATION

INDEPENDANTE

THEME 2 : LE MOTEUR A COURANT CONTINU EXCITATION SHUNT

THEME 3: LA MACHINE ASYNCHRONE A ROTOR BOBINE

THEME 4 : LE TRANSFORMATEUR MONOPHASE

THEME 5 : MESURE DE PUISSANCES EN TRIPHASE : LES RECEPTEURS

RESISTIFS


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INTRODUCTION : ROLE DES ESSAIS

TRACER LES CARACTERISTIQUES DES DIVERSES MACHINES AFIN DE

DEFINIR LA MIEUX ADAPTEE A REMPLIR UNE FONCTION DONNEE.

EXEMPLE : gnratrice a courant continu

CARACTERISTIQUE EN CHARGE U = f (I), LA VITESSE ET LA

RESISTANCE DU CIRCUIT INDUCTEUR ETANT MAINTENUES

CONSTANTES

200

100

0.1 1 I(A)

U(V)

20

EXPLOITATION DES CARACTERISTIQUES

Si lon dsire une tension pratiquement constante quelle que soit

lintensit absorbe par le circuit dutilisation, ltudedes diverses

courbes ci-dessus nous amne choisir la gnratrice excitationcompound additif


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INTRODUCTION : NATURE DES ESSAIS

Suivant le but recherch on distingue :

1. les essais de rception :

On les ralise gnralement sur des machines neuves ou sur des

machines qui ont subi des rparations.

1 .1Mesure de la rsistance disolement

1 .2- Mesure de la rsistance des enroulements intensit et

temprature nominale.

1.3- Essai de fonctionnement.

2. Les essais vide :

Ils permettent dtudier les diffrentes possibilits de rglages de la

machine.

3. Les essais en charge :

Ils nous montrent comment se comportent les grandeurs qui

caractrisent le fonctionnement de la machine en charge.

4. Les essais en court-circuit :

On ne les ralise que sur les machines courant alternatif ; ils servent

gnralement au calcul des pertes par effet joule dans la machine.

(Cet essai se fait avec le rotor de la machine bloque

mcaniquement).

5. Le rendement :

La courbe du rendement nous permet de dfinir la puissance

optimale fournie de la machine.


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INTRODUCTION : DEROULEMENT DUN ESSAI

Un essai seffectue en trois temps:

-la prparation,

-le droulement,

-le compte rendu,

1.- LA PREPARATION

1.1- Principe :

Il fait apparaitre la mthode utilise, les grandeurs lectriques et les

formules qui lient ces grandeurs entre-elles ainsi que les courbes que

lon doit relever.

1.2- Le schma de branchement :

Il permet de choisir les alimentations, les appareils de mesures et

leurs calibres, les appareils de rglage puis deffectuer lebranchement de tous ces appareils.

On indiquera sur ce schma les calibres et les caractristiques de

chaque appareil.

1.3- Le mode opratoire :

Il prcise dans un ordre bien defini, les manuvres successives

raliser avant de relever les grandeurs mesures.

1.4Le tableau de mesures:-exemple : mesure de la rsistance des

enroulements.

Enroulements Mesures Calculs des rsistances :

U I

ambiante

0C Nominale


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Induit +ples

auxiliaires

Inducteur

2. LE DEROULEMENT

2.1A laide du schma de branchement :

-Choisir le matriel ncessaire de la mesure.

-Positionner ce matriel sur la table de mesure (PUPITRE)

conformment au schma.

- effectuer le cblage.

2.2 - Vrification du montage par le professeur puis mise sous

tension.

2.3Relever les indications des appareils pour chaque point choisi

en suivant le mode opratoire puis complter le tableau de mesures .

3. LE COMPTE RENDU

Il mmorise les trois tapes de lessai, maisil fait surtout apparaitre

les courbes et rsultats qui permettent de dfinir les utilisations

possibles de la machine.

PLAN DU COMPTE RENDU

TITRE DE LESSAI

-principe,

-schma de branchement ;


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-mode opratoire ;

-tableau de mesure ;

-trac de caractristiques et rsultats.

- conclusion

UNITES ET SYMBOLES

Dsignation

grandeur

Symbole de la

grandeur

Dsignation

unit de

mesure

Symbole de

lunit

Tension U Volt V

Intensit I Ampre A

Puissance

active

P Watt W

Puissanceractive

Q VoltampreRactif

VAR

Puissance

apparente

S Voltampre VA

Resistance R Ohm

Impdance Z Ohm

Inductance L Henry H

Capacit C Farad FFrquence F Hertz Hz

Force F Newton N

Poids G Newton N

Masse M Kilogramme Kg

Longueur L Mtre M

Moment dune

Force

M Newton mtre N.m


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Dsignation

grandeur

Symbole de la

grandeur

Dsignation

unit de

mesure

Symbole de

lunit

Moment du

couple

T Newton mtre N .m

Glissement G % -

Rendement % -

Temps T Seconde S

Vitesse

angulaire

Radian par

seconde

rad/s

Frquence de

rotation

N Tour par

minute

tr/mn

Force

lectromotrice

E Volt V

Induction

magntique

B Tesla T

Flux Induction

magntique

Weber Wb

Ractionmagntique

dinduit

Volt V

Temprature

Celsius

Degr Celsius C

Acclration en

chute libre

g Mtre par

seconde carre

m/s2

Nombre de

paire de ples

P - -

Nombre de

spires

N - -


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THEME1 : LA GENERATRICE A COURANT CONTINU EXCITATION

INDEPENDANTE

ETUDE DE LA CARACTERISTIQUE INTERNE

1 CONDITION DAMORCAGE ET INVERSION FE LA F.E.M

1.1-PRINCIPE

Une gnratrice est amorce lorsquune tension consquente

apparait aux bornes de linduit, pourcela il faut :

-entrainer la gnratrice en rotation.

-exciter la gnratrice (c'est--dire alimenter lenroulement inducteur

en courant continu).

1.2-SCHEMA DE CABLAGE

1.2-MODE OPERATOIRE

On entraine la gnratrice en rotation laide dun moteur dont on

peut inverser le sens de rotation. On alimente linducteur partir

dne source de courant continu indpendante de la machine

branche en montage potentiometrique (supprime leffetpotentiometrique en circuit ouvert).

MG

A

V


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Pour les deux sens de rotation on excite linducteur, enfaisant varier

le potentiomtre afin de vrifier si la gnratrice samorce vide.

A partir de cette manipulation, on peut dterminer les possibilits

dinversion de la F.E.M de lagnratrice.

1.3-Remarque :

Mieux vaut utiliser un moteur synchrone comme moteur

dentrainement du fait de sa vitesse constante surtout pour la suite

du thme en charge ,si le centre nen dispose pas ,utiliser un moteur

a courant continu et maintenir la vitesse constante laide de la

source de tension continue variable ou en agissant sur le courant

inducteur la limite de la plage de variation .

1.4-CONCLUSION

La gnratrice excitation indpendante samorce vide pour les

deux sens de rotation ; Cette proprit propre la gnratrice

excitation indpendante et un critre de choix dans le cas ou la

scurit de fonctionnement est prioritaire.

Pour inverser la F .E.M de la gnratrice excitation indpendante,

on constate quil existe deux solutions possibles :

-soit inverser le sens de rotation de la gnratrice en inversant le

sens de rotation du moteur dentrainement.

-soit inverser le sens du courant dans linducteur.

Si on inverse la fois le sens de rotation et le sens du courant dans

linducteur le sens de la F.E.M est inchang. (Rgle des trois doigts de

la main gauche).


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2. CARACREISTIQUE A VIDE E =f(i)

PRINCIPE

Une gnratrice fonctionne vide lorsquelle est amorce et quellene dbite aucun courant dans un rcepteur.

On tudie comment varie la F.E.M de la gnratrice en fonction du

courant dexcitation, lavitesse tant maintenue constante.

SCHEMA DE CABLAGE

MODE OPERATOIRE

La vitesse tant maintenue constante sa valeur nominale, on fait

varier le courant dexcitation de zro sa valeur maximale (environ

1,5 fois la valeur nominale ) puis de sa valeur maximale zro et on

relve la F.E.M aux bornes de linduit.

T

M G

A

V


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Il est recommand deffectuer plusieurs cycles rapides laide du

potentiomtre avant de commencer la mesure afin de stabiliser le

circuit magntique de la machine.

Remarque : Durant une srie de mesures il ne faut jamais revenir en

arrire (toujours intensit croissante jusquau maxi puis dcroissante

jusquau mini).

n Nominale= constante

i i max

E

Ce tableau nous permet de tracer deux caractristiques :

-une caractristique montante pour les valeurs croissantes de i.

-une caractristique descendante pour les valeurs dcroissantes de i.

TRACE DE LA CARACTERISTIQUE

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Iex(A)

E(V)

Er


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CONCLUSION

Pour un courant dexcitation croissant puis dcroissant nous

obtenons deux courbes distinctes : ce ddoublement est du

lhystrsis des diffrente parties magntique de la machine.

La courbe daimantation est la courbe de magntisation moyenne

cest une courbe qui passe au mieux entre les caractristiques

montantes et descendantes .Elle nous renseigne sur les qualits du

magntiques de la machine et en particulier nous montre comment

varie la permabilit magntique en fonction du courant.

Dans le cas ou la gnratrice t dj utilise, la courbe ne passe

pas par lorigine: il existe une tension rsiduelle due au champ

rmanent des conducteurs.

Pour les faibles courant magntisants le fer n'est pas satur et nous

trouvons une partie rectiligne montante : la permabilit est grande.

Ensuite nous constatons un coude plus ou moins prononc suivantles dimensions des entrefers de la machine : le circuit magntique

commence saturer.

Puis pour des valeurs plus importantes du courant magntisant la

F.E.M naugmente pratiquement plus, la caractristique se rapproche

de lhorizontale montrant ainsi que le circuit magntique est satur.

3. CARACTERISTIQUE A VIDE E = f(n)

3.1- principe

On tudie comment varie la F.E.M de la gnratrice en fonction de la

vitesse de rotation, le courant dexcitation tant maintenu constant.

3.2- SCHEMA DE CABLAGE


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3.3-MODE OPERATOIRE

Pour une valeur constante du courant dexcitation i, on fait varier la

vitesse de rotation par action sur le dispositif de rglage du moteur

dentrainement et on relve pour chaque valeur de n la valeur

correspondante de la F.E.M E aux bornes de linduit de la gnratrice.

Remarque : dans ce cas l e moteur courant continu excitation

shunt sera utilis pour la variation de la vitesse avec une alimentation

continue variable.

3.4-TABLEUA DE MESURES

i i = constante =

n

E

tyM G

V

A


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3.5-CONCLUSION

La caractristique vide E =f(n) est une droite passant par lorigine.

Elle vrifie la relation

Avec

On a donc E = K.n ce qui nous montre que la F.E.M E est

proportionnelle la vitesse.

Le coefficient directeur de la droite reprsente le nombre de volts

par tour de la gnratrice K=E/n

Cette proprit est mise a profit pour la fabrication des dynamos

tachymetriques .Pour ces machines afin dobtenir un flux constant,prcis et connu linducteur est remplac par un aimant permanent.

4. CARACTERISTOQUE S EN CHARGE ET COURBES DES CHUTES DE

TENSION

4 .1-PRINCIPE

Une gnratrice fonctionne en charge lorsquelle est amorce et

quelle dbite un courant dans un rcepteur.

E = 0,16n

0

50

100

150

200

250

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

E(V)


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La caractristique en charge appele galement caractristique

externe reprsente la courbe de la tension aux bornes de linduit en

fonction du courant dbit par la gnratrice, la vitesse de rotation et

le courant dexcitation tant maintenus constants.


4.3-MODE OPERATOIRE

On amorce la gnratrice puis, si on dsire tracer la caractristique

principale en charge, cest--dire passer par le point de

fonctionnement nominal en charge de la gnratrice, on rgle tous

les paramtres de fonctionnement leur valeur nominale : U=

Unominale ; I=Inominale ; n= nnominale.

On procde par ttonnement pour obtenir ce point qui nous donne

une valeur de courant dexcitation i que lon conserve constante.

Pour diffrentes charges de la gnratrice, on relve U et I aprs

avoir maintenu la vitesse sa valeur nominale.

T

MG

A


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4.4- TABLEAU DE MESURE

n

i I U (E-U)

4.5-TRACE DES CARACTERISTIQUE

Lessai en charge de la gnratrice nous permet de dterminer :

-La caractristique en charge : U=f(I) ;

-La courbe de chute de tension totale dans linduit: E-U =f(I) ;

-La droite de la chute ohmique de linduit U=rI ;


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CONCLUSION

Cette caractristique nous montre :

-que la tension diminue lorsque le courant dbit augmente.

-que la caractristique obtenue nest pas une droite, mais une courbe

ce qui nous permet de dire que la loi dohm Pouillet : U=E-rI ne

sapplique pas aux gnratrices et que la chute de tension ne rsulte

pas uniquement de la rsistance interne de linduit.

COURBE DE LA CHUTE DE TENSION TOTALE

Elle nous donne la valeur de la chute de tension par rapport la

F.E.M de la gnratrice pour diffrentes valeurs du courant dbit et

nous permet de vrifier que cette chute de tension rsulte de deux

facteurs.

a) rI chute de tension due a la rsistance interne de linduit (appele

chute ohmique dans linduit)

b) =chute de tension due la raction magntique dinduit.

A vide le champ produit par linducteur a une rpartition uniforme

dans les pole et dans lentrefer.

En charge le champ se renforce dans la corne polaire de sortie et

saffaiblit sur lautre, les lignes de champ subissent une torsion et si le

fer des ples ntait nulle part satur, il yaura compensation entre

laffaiblissement et le renforcement .En ralit la saturation intervient

toujours dans lune des cornes, et il ya diminution du flux moyen avec

la charge ; ce phnomne est appel raction magntique dinduit.

-consquences : diminution du flux moyen et mauvaise distribution

de la F.E.M entre les lames du collecteur, donc chute de tension E et

tincelle aux balais avec risque damorage.


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Remde : Il faut neutraliser les dformations du champ magntique

produit par la raction magntique de linduit .Pour cela, on utilise

des enroulements de compensation logs dans les encoches des

panouissements polaires branchs en srie avec linduit de manire compenser les perturbations en fonction de la charge.

Droite de la chute ohmique

La rsistance des conducteurs de linduit et des ples auxiliaires de

commutation tant pratiquement constant la temprature

nominale, la chute ohmique est reprsente par une droite passant

par lorigine, elleest directement proportionnelle au courant dbit

par la gnratrice.

5. COURBE DE REGLAGE i = f (I)

5.1- principe

Les utilisateurs de gnratrice ont souvent besoin dune tension

pratiquement constante .A mesure que le dbit augmente, il fautaugmenter le courant dexcitation pour que les accroissements de

F.E.M compensent les accroissements de chute de tension.

La courbe de rglage est une caractristique en charge dans laquelle

on reprsente les variations du courant dexcitation ncessaires pour

maintenir la tension constante en fonction du courant dbit par la

gnratrice, la vitesse de rotation tant maintenue constante.

5.2- SCHEMA DE BRANCHEMENT

Montage identique lessai en charge.

5.3- MODE OPERATOIRE

On amorce la gnratrice, on rgle la vitesse du moteur sa valeur

nominale, puis pour diffrentes valeurs du courant dbit par la


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gnratrice, on relve le courant dexcitation dans linducteur

ncessaire au maintien de la tension une valeur constante.

Pendant toute la mesure, la vitesse est maintenue constante.

5.4- TABLEAU DE MESURES

n n= constante =

U U = constante =

I

i

5.5- TRACE DE LA CARACTERISTIQUE

i (A)

i =f (I)

U =constant =

n =constante =

5.6- CONCLUSION I (A)


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La courbe de rglage nous indique de quelle valeur il faut augmenter

le courant dexcitation pour conserver la tension constant aux

bornes de la gnratrice lorsque le courant dbit augmente.

Dans lindustrie le rglage du courant peut tre manuel ou

automatique.

6. RENDEMENT PAR LA METHODE DES PERTES SEPAREES

6.1-PRINCIPE

La puissance fournie par une gnratrice, appele puissance utile, est

la puissance lectrique mesurable entre ses bornes : Pu.

La puissance absorbe par la gnratrice excitation indpendante a

deux origines :

-linduit reoit de la puissance mcanique par le moteur

dentrainement en rotation.

-linducteur reoit de la puissance lectrique pour lexcitation partirdune source de courant continu indpendante de la machine.

La diffrence entre la puissance absorbe et la puissance utile

constitue les pertes totales de la gnratrice.


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Puissance mcaniqueAbsorbe puissance lectrique

Restitue

Puissance lectrique

Absorbe pertes totales

Pertes cuivre

Pertes constantes

=

G


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THEME2 : MOTEUR A COURANT CONTINU A EXCITATION SHUNT

1. CARACTERISTIQUE 0 VIDE n = f (i)

1.1- PRINCIPE

Un moteur fonctionne vide lorsquil nest accoupl aucune charge

mcanique, le couple utile est nul.

On tudie comment varie la vitesse en fonction du courant

dexcitation la tension tant maintenue constante.


Ty

M

A


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PROBLEME ET SOLUTION POSE PAR LE DEMARRAGE

Linduitet linducteur tant en parallle, linducteurdoit tre missous tension avant linduit, pour que le flux soit tabli afin que le

moteur ne semballe pas.

Pour rgler ce problme un dmarreur L.E.M est utilis pour tablir le

flux dabord et la tension au bornes de linduit aprs.

Pour que le dmarrage seffectue dans de bonnes conditions il faut :

que linducteur soit missous tension dabord et vrifier que le

rhostat en bon tat .Puis peut suivre la mise sous tension de linduit.

IL ya risque demballement avec le moteur courant continu

excitation shunt :*vitesse :

.K

E

=

.

.

K

IRU

si 0 (Iex0) ou

n tend vers linfini: le moteur semballe. Pour arrter le moteur il

faut dabord couper linduit,puis linducteur.

1.3- MODE OPERATOIRE

La tension tant maintenue constante sa valeur nominale, on fait


1,5 fois la valeur nominale) et on relve la vitesse du moteur laide

dune dynamotachymtre ou dun stroboscope.

REMARQUE : Pour les machines de forte puissance on fait un cblage

en excitation indpendante pour le relev de la caractristique

interne E = f (i) car le rsultat est le mme.


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1-4 TABLEAU DE MESURES

N I

U = constante =

1-5 TRACE DE LA CARACTERISTIQUE

n(tr/min)

I (A)

U = constante


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1-6 INTERPRETATION

La vitesse de rotation est inversement proportionnelle au flux. On

appelle caractristique demballement la courbe des variations de la

vitesse en fonction du courant dexcitation

Si iexctend vers zro, la vitesse augmente trs fortement

Si iexctend vers linfini, lavitesse diminue et lorsque le circuitmagntique se sature le courant iexcet la vitesse n deviennent

pratiquement constants.

2- CARACTERISTIQUEINTERNE E = f (i) VITESSE n CONSTANTE

2-1 PRINCIPE

Une source continue externe fournie linducteur le courant

dexcitation iexc: la machine est utilise en excitation

indpendante (quelquesoit le fonctionnement ultrieur).

Linduit tourne une vitesse n et nest travers par aucun

courant (I = 0). La machine fonctionne vide, nestni

gnratrice ni moteur. Cependant une F.E.M. note Ev, existeaux bornes du rotor qui tourne dans le champ de linducteur.

2-2 Schma de cblage

M V

A

-


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2-3 MODE OPERATOIRE

La vitesse tant maintenue constante sa valeur nominale, on fait


1,5 fois la valeur nominale ) puis de sa valeur maximale zro et on

relve la F.E.M aux bornes de linduit.

2-4 TRACE DE LA CARACTERISTIQUE

POUR LINTERPRETATION VOIR LA GENERATRICE A EXCITATION

INDEPENDANTE

3- FONCTIONNEMENT EN CHARGE

3 CARACTERISTIQUE EXTERNE n = f (I) U =constante et i =

constante

3-1 PRINCIPE

Le moteur est en excitation shunt et accoupl avec une charge

mcanique (frein poudre) ou une gnratrice dynamo-balance.

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Iex(A)

E(V)

Er


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Si U et sont constant la vitesse variera en fonction du courant

dinduit

3-2 SCHEMA DE CABLAGE

M

A

G

STROBOSCOPE

Rhostat dmarrage

A


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3-3 MODE OPERATOIRE

Le courant induit augmente quand la charge augmente et nous ne

relverons le courant et la vitesse que quand nous aurons maintenu

constants la tension et le courant dexcitation en agissant

respectivement sur la source et le rhostat dexcitation.

3-4 RELEVE DE LA CARACTERISTIQUE

n (tr/min) I (A) U =constante

iexc =constante

n(tr/min )

I (A )

U=constante

= constante


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3-5 INTERPRETATION

La caractristique n = f(I) nous montre que la vitesse dcroit quand la

charge croit .Elle dcrit une fonction affine dcroissante : la tension

et le flux sont maintenus constants elle ne dpendra que du courant

dinduit.

4- CARACTERISTIQUE MECANIQUE T =f() U = constante et =

constante

4-1 PRINCIPE

Le principe reste le mme sauf quici le couple se mesure laide du

bras millimtr de la dynamo balance quil faut maintenir en

quilibre laide de la masse :

T =Mgd avec Men Kg ; g en m/s2; d en mtre

FIGURE DYNAMO BALANCE

bute

d

rotor

stator


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4-2 TABLEAU DE MESURES

n (tr/min) M (Kg) d (m) T =Mgd

4-3 RELEVE DE LA CARACTERISTIQUE

Fig 6 : Caractristique mcanique d'un moteur courant continu

excitation indpendante constante, pour une tension d'alimentationgale sa valeur nominale.


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4-4 INTERPRETATION

Elle donne les variations du moment du couple utile Tuen fonctionde celle de la vitesse de rotation .

Pour obtenir l'quation de cette caractristique on utilise les trois

relations suivantes :

=

T em = KI ; Tu= Tem- Tp

En tirant Ide la premire quation et le remplaant dans la

deuxime, on obtient la relation suivante :

T u =

T p

A tension d'alimentation constante, le couple utile est une

fonction affine dcroissante de la vitesse de rotation. Cependant

la vitesse diminue peu avec l'augmentation de la charge : la droite

est raide, la vitesse chute de 5 10% entre le fonctionnement

vide et le fonctionnement en charge.

Cette courbe permet de vrifier quelle type de charge le moteur

est en mesure d'entraner.

4-5 CONCLUSION


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THEME 3: LA MACHINE ASYNCHRONE A ROTOR BOBINE

1-PREPARATION

1-1 RELEVE DES CARACTERISTIQUES DU MOTEUR ASYCHRONE APARTIR DE LA PLAQUE SIGNALETIQUE

- puissance absorbe nominale : Pa = _____

- vitesse nominale : n = _____

- frquence du courant :f = _____

- courant nominal en ligne :

- pour un montage toile : In = _____

- pour un montage triangle : In = _____

- Tension nominale entre phases de fonctionnement :

- pour un montage toile : Un = _____

- pour un montage triangle : Un = _____

1-2 CHOIX DU COUPLAGE EN FONTION DU RESEAU voir laquelle des

deux tensions nominales dentre phases de fonctionnement (pour

montage toile ou montage triangle) correspond celle du rseau.

1-3 LE NOMBRE DE PAIRES DE POLES

ns=

donc p =

1-4 CALCUL DU GLISSEMENT

gN =

en

2-MANIPULATION

2-1 PRINCIPE DE DEMARRAGE


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Le dmarrage se fait laide du rhostat rtorque : chaque phase du

rotor ayant une rsistance R, on branche entre les bagues un

rhostat triphas dont chaque phase prsente une rsistance Rh. La

rsistance totale dune phase devient Rt = R +Rh.

Ce procd permet au moteur de dmarrer progressivement tout en

diminuant lappel du courant

2-5 SCHEMA DE COUPLAGE

COUPLAGE TRIANGLE

Phase1 Phase2 Phase3

U V W

Z X Y


35/51



COUPLAGE ETOILE


Phase1Phase2

Phase3

wA

V

MAS

3~

X Y Z

W U V


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2-7 MODE OPERATOIRE

Le dmarrage se fera par limination progressive des rsistances

rhostatiques laide du dmarreur rtorque.

2-8 RELEVE DES VALEURS

Pa (watt) Ia (ampere) U (volt)

La rsistance entre phase ou denroulement sera mesure la fin

chaud.

2-9 INTERPRETATION

Dans ce fonctionnement le rotor tourne pratiquement au

synchronisme. : gv = o

Lintensit du courant en ligne est importante (20du courant

nominal) et le facteur de puissance faible : il sagit essentiellementdun courant ractif, ou magntisant qui cre le champ magntique.

2-10 ETUDE EN CHARGE

Dans ce fonctionnement en charge le moteur est accoupl avec une

dynamo balance ou un frein de poudre magntique.

Pour la dynamo balance la gnratrice sera en excitation

indpendante ou mieux en excitation shunt pour palier au problme

de disponibilit du matriel.



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MESURE DE LA PUISSANCE ABSORBEE

En augmentant la charge le courant de ligne augmente, ce qui nous

permet de relever plusieurs valeurs du courant et de la puissance

absorbe avec respectivement lampremtre et le wattmtre.

La vitesse sera relever avec la dynamo tachymtre ou le stroboscope

wA

V

MAS

3~

bute

d

rotor

stator

Ty

RHEOSTAT ROTORIQUE


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Le couple est obtenu aprs avoir quilibrer et relev la longueur, en

posant le calcul suivant :

TU= Mgd

3 -CARACTERISTIQUE I = f()

Cest le relev des variations du courant I en fonction de la vitesse .

I (A ) (rad/s)

INTERPRETATION

I (A)

(rad/s)

g(glissement)


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Lintensit du courant, non ngligeable vide, augmente avec le

glissement et donc avec le moment du couple resistant.

Si lon prolonge la courbe vers n = 0 on obtient au demarrage un

courant dintensit tres important.

4- CARACTERISTIQUE Tu = f()

INTERPRETATION

Le moment du couple varie de fonction presque lineaire au voisinage

de la frquence de rotation nominale .cette zone correspond au

point de fonctionnement nominale du moteur nous y tablissons

lquation de la caractristique, de la forme

Au voisinage du point de fonctionnement nominal, le moment du

couple est proportionnel au glissement : Tu = K.g avec k une

constante positive

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Tu(Nm)

n(tr/min)

CHARGE

COUPLE

UTILE


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Conclusion :

Le moteur asynchrone triphas tant aliment par un rseau

fournissant des tensions de valeur efficace U et de frquence f

constantes, doit normalement fonctionner en charge au voisinage de

son point de fonctionnement nominal (pour lequel il a t conu) :

Sa frquence de rotation varie peu

Le moment du couple utile est proportionnel au glissement

Lintensit du courant absorb par le stator est fonction duglissement : I augmente avec g


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THEME 4 : LE TRANSFORMATEUR MONOPHASE

Objectifs :

Calculer le rapport de transformation

Observer le comportement du transformateur en charge

Manipulation

Transformateur vide : rapport de transformation

Principe

Le primaire transformateur est branch sur le rseau monophas et

le secondaire ne dbite sur aucune charge ( vide).

Schma de cblage

A W

VV220 V

MODE OPERATOIRE ET RELEVE

La tension aux bornes du primaire est rgle sa valeur nominale, on

relve la puissance absorbe vide, le courant et la tension

secondaire vide.

U1N (V) P1V(W) I1V(A) U2V (V)


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INTERPRETATION

Un essai videpermet de mesurer les pertes fer (les pertes joules

vide tant ngligeables (Pjv


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mettre un ampremtre ferromagnetique ou numerique dans le

circuit secondaire).

SCHEMA DE CABLAGE

A W

V10V

A

* La mise sous tension se fait progressivement de 0 13 V envrifiant que le courant secondaire ne dpasse jamais I2N.

Mesures : U1cc= I1cc= I2cc..= P1cc=

Dductions

:

Relations

Les pertes

Joule ou cuivre

= P1CC

La Rsistance

ramene au

secondaire Rs=

P1CC/ I2cc

Limpdance

ramene au

secondaire

Zs=mU1CC/I2CC

La ractance

ramene au

secondaire

Xs= (Zs2RS2)


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Les pertes joule sont proportionnelles au carr du courant secondaireESSAI EN CHARGE RESISTIVE DU TRANSFORMATEUR.

PRINCIPE

* La charge est constitue dune rsistance variable Rh, Pour faire

crotre I2on diminuera Rhsans dpasser I2N.

* A tension primaire fixe (U1= U1N), donner le schma de montage

permettant de mesurer en charge I1 , I2 , U2 et P2 (Rh doit tre

maximale au dpart (I2min) , placer un interrupteur en srieavec

la charge pour pouvoir faire un essai vide,

SCHEMA DE CABLAGE

P1cc= RsxI2cc2

I1cc = mxI2

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

I1cc(A)P1cc(W)

I2cc(A)

ESSAI EN COURT- CIRCUIT DU

TRANSFORMATEUR


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T

R

A W

V220V

A

V

. Etude exprimentale :U1=220V=cte cos2=1

* Pour 0 I2I2 N , relever I1, U2, P2.

I1(A)

I2(A)

U2(V)

P2(W)

Pj=Rs. I22

P1=P2+Pfer+

Pj

* Tracer et interprterU2 (I2):


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INTERPRETATION

Lorsque I2augmente U2diminue : U2(I2) est la caractristique dun

gnrateur (modle srie de Thvenin : U2= ESZSI2 )

On dfinit la chute de tension U2= U2V -U2N (Absolue)

et U2/ U2V= U2V -U2N/ U2V (relative en % )

etermine

U2n= U2=U2v-U2n U2/U2ven %. U2=RsI2cos 2+XsI2sin

2

46,5V 2,5 V 5,1% U2=RsI2= 2,5 V

U2= -a.I2+ b

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10 12

U2(V)

I2 (A)

Tension de sortie du transformateur (V)


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* Tracer et interprterI1 (I2):

La courbe est celle dune fonction affine elle passe par lorigine: le

courant primaire est proportionnel au courant secondaire et le

rapport nest rien dautre que le rapport de transformation m.

* Rendement par la mthode des pertes spares P

P

2

1

=

P

P P pfer j

2

2 =

U I

U I P RsIfer

2 2 2

2 2 2 2

2

. .cos

. .cos

I1= mI2

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 2 4 6 8 10 12

I1(A)

I2(A)

I1 fonction de I2


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.Tracer = (I2 ). Commenter et conclure sur lvolution du

rendement. Dterminer I2

'

On montre que le rendement est maximum lorsque les pertes fer

sont gales aux pertes joule Pfer =Pj =Rs. ( )'I22 .

00,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 2 4 6 8 10 12I2(A)

Rendement du transformateur


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THEME 5 : MESURE DE PUISSANCE : LESR ECEPTEURS TRIPHASES

PRINCIPE

Cette tude a pour but de prciser les mthodes de calculs et lesconditions respecter dans les diffrents montages notamment en

ce qui concerne le raccordement des bornes du wattmetre et de

comparer les rsultats pour les deux types de couplages existant (

toile et triangle ). Le rcepteur utilis est constitu dune association

de lampes.

SCHEMA DE CABLAGE DU COUPLAGE TRIANGLE

RELEVE DU TABLEAU DE MESURE

U I W 1 W 2

INTERPRETATION

A W1

W2

V

R

S

T

Lampe 1

Lampe2

Lampe 3

BornierRseau


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Lampremtre nous mesure lintensit du courant de ligne I, le

voltmtre la tension compose entre phase du rseau U et les deux

wattmtres nous mesurent des valeurs qui nous permette den

dduire la puissance active P et celle ractive Q que nous obtenonspar calcul :

P = W1 + W2 et Q = (W1 - W2)

Ainsi que la puissance apparente S et le facteur de puissance

SCHEMA DE CABLAGE DU COUPLAGE ETOILE

A W1

V


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RELEVE DU TABLEAU DE MESURE

V I P1

INTERPRETATION

Lampremtre nous mesure lintensit du courant de ligne I, le

voltmtre la tension simple entre phase du rseau V et le wattmtre

nous mesure la valeur de la puissance active P consomme par la

lampe1 .La puissance active totale ,la puissance apparente S , le

Ainsi que la puissance ractive Q seront obtenus par le calcul.

P =3 P1

S = avec U =

Q

Conclusion : Comparaison des rsultats obtenus en toile et en

triangle :

P (TRIANGLE) = 3 P (ETOILE)

Q (TRIANGLE) = Q (ETOILE)

Documents

Guide Des Essais Et Mesures Finale