1Exemple de rapport de stage technicienLyce Louis Armand ParisTSET2

Brevet de Technicien Suprieur

RapportDe

Stageavec

Lyce Louis Armand319-321 rue Lecourbe75015

2007-2009

2Remerciements :

Je tiens tout dabord remercier Monsieur Jean SOLA pour mavoir accept au seinde son entreprise afin que je puisse effectuer mon stage.

Je remercie plus particulirement Monsieur Eric SOLA pour mavoir bien accueilli etmavoir fourni toutes les informations dont javais besoin pour raliser ce rapport.

Je remercie galement toutes les personnes q ui mont pris sous leur tutelle durant lestage, et qui mont aid bien mintgrer au sein de lentreprise et qui ont veill au bondroulement de mon apprentissage.

3Sommaire :

Introduction

I Prsentation de lentreprise1) Fiche didentit.

2) Historique de lentreprise.

3) Prsentation de lactivit de lentreprise et de ses produits.

4) Prsentation de lorganisation structurelle de lentreprise.

5) Politique social de lentreprise et politique de formation dupersonnel.

II Le rapport dactivit

1. Calculs des diffrentes donnes concernant le transformateurdisolement.

2. ralisation de la fiche technique du transformateur.

3. ANNEXE : ralisation de schmas de cblage lectriques pour lacommande et la gestion du chauffage de la socitMONTELEM.

III Conclusion et intrt du stage

4INTRODUCTION :

Au cour de ma deuxime anne de BTS, tous les lves doivent effectuer 4 semainesde stage au sein dune entreprise afin dacqurir plus dexprience professio nnelle.

Pour ma part jai t pris dans la soci t MONTELEM, fabricant de transformateurslectriques, situe Arcueil

Dans ce rapport, nous verrons comment est organis cette entreprise de type familial,quels genres de produit elle fabrique et les taches que lon ma assignes durant la priode destage.

5I Prsentation de lentreprise1) Fiche didentit de lentreprise

Raison social : Montage lectromcanique

Adresse social : 22, avenue Vladimir Lnine 94110 Arcueil

Statut : SA au capital de 75900

Domaine dactivit :-Fabricant de transformation :

-1VA 800KVA monophas et triphas

-Transformateur dallumage

-Variateur de vitesse

-Alimentation continu, redresse et filtre

Effectif : 14 personnes. MONTELEM est une petite entreprise familiale

Chiffre daffaire de lanne 2007 : 2 000 000

La socit traite avec des clients tels que la RATP/DASSAU LT/CEA/ALSTOM et desdistributeurs dnergie comme EDF. Elle est spcialise dans la fabrication de transformateurslectriques ; elle ralise aussi diffrents produits lectromcaniques . La rapidit de fabricationdes transformateurs spciaux fait la spcificit de lentreprise.

Le concurrent principal de MONTELEM est LEGRAND qui est un grand constructeurdappareils lectriques produisant lui aussi des transformateurs de tous genres.

2) Historique

1954 : Cration de lentreprise MONTELEM, par son actuel prsident DirecteurGnral, Monsieur Jean SOLA. Lentreprise a vu le jour dans une cave Paris en tantquentreprise artisanale puis Malakoff comme SARL.

1968 : changement de locaux de MONTELEM qui sinstalle Arcueil et devientsocit anonyme au capital de 75 900.

1980 :Lentreprise gagne le march devant LEGRAND et MERLIN GERIN pour lafabrication de 40 transformateurs de 15KVA 100KVA en 15 jours, pour linauguration dela pyramide du Louvre par Franois Mitterrand, ce qui a permis MONTELEM de gagner lanotorit, augmentant aussi son chiffre daffaires.

2002 : Passage la norme ISO-9001 version 2000, qui engage lentreprise un suivisrieux de tous ses produits et un contrle rgulier tous les 3 ans.

63) Prsentation de lactivit de l entreprise et de ses produits

Transformateurs : disolement, de sparation des circuits, de scurit.

Jusqu' 1000KVA en triphas Type sec, modle nus et en coffret Conforme aux Normes Franaises et

internationales en vigueurs

Transformateurs redresseurs

Monophass ou triphass, avec ou sans filtrage,secourues, stabiliss, nus ou en coffret

Transformateurs pour llectron ique

Pour montage sur circuit imprim Transformateurs et selfs sur ferrite

Selfs pour courant alternatif

De filtrage ou de lissageAuto-Transformateurs

Auto-transformateurs de dmarrage moteur Monophass ou triphass Modles nus ou en coffret

Transformateur nombre de phase diffrent de 3

Diphas/triphas, Triphas/diphas outriphas/monophas

Variateur commutateur ou lectronique

Pour moteurs de ventilation des hottesdextraction

Modles monophass et triphassTransformateur dallumage

Pour brleurs fioul ou gazTransformateurs mouls

Moulages spcifiques

7Transformateurs toriques

Monophass-triphass Version nue ou en coffret

Transformateurs variables (alternostat) Monophass ou triphass Version nue ou en coffret Option : voltmtre, Ampermtre, voyant

commutateur

Variateurs de frquence

Monophass/triphass Version nue ou en coffret

Convertisseurs de tension DC/AC ou AC/DC

Chargeurs de batteries

Transformateurs pour enseigne lumineuse

Tube haute tension pour enseigne lumineuse

Dpannage ou cration la demandeTout matriel pour chauffage

Cbles haute tension-cosses-lectrodes-antiparasites

Rebobinage moteurs monophass et triphass

Nota :

Quantit de transformateurs dallumage : 1500/an.Lentreprise est leader sur le march pour ce type de t ransformateur en France.

84) Prsentation de lorganisation structurelle de lentre prise

Organigramme

PDGMr Jean SOLA

DGMr Eric SOLA

Comptabilit SecrtariatMme DHALLUIN

Informatique-GPAO MrTHOMAS

Ingnieur, et qualitMr Eric JULIEN

Chef datelierMr Pierre HUYNH

Variateur et maintenanceMr Mansor

Cblages transformateursmoyens MR Francois PHAN VAN

StagiaireMr Abdel-haq BOUBTANE

Cblages petits transfos +Imprgnation

Mr Charles CHAU

Cblage gros transformateursMr J-P GABOTON

Variateur monophasMr Ludovic

Moyen et petit bobinageMr Gaston CHAU

Gros et moyen bobinageMr Than

95) Politique sociale de lentreprise et politique de formation du personnel

Politique sociale de lentreprise :

Vu que la socit est une entreprise familiale, la politique utilis est la politique familialefonde sur la communication directe entre les employs et la direction.

Outil de communication :

-Le cahier de dolance mis la disposition des employs dans late lier.

Politique de formation du personnel :

Avant la norme ISO-9001 aucun employ navait de formation spcifique du mtier delatelier hormis la partie bureau dtudes donc par consquent la formation tait faite eninterne 100%. Ils ont tout appris dans latelier.

Aprs la norme ISO-9001, il fallait officialiser les formations (faire passer un audit qui inclutdes tests de connaissance sur les normes de travaille). Mr J -P GABOTON, Mr Pierre HUYNHet Charles CHAU ont t les seuls tre habilits e ffectuer des travaux de type lectrique.

10

II Le rapport dactivitDurant 4 semaines de stage, jai t amen effectuer plusieurs tches diffrentes au

sein du bureau dtude tel que, le dimensionnement dun transformateur, la ralisation dediffrents schmas de cblage.

Lentreprise ma demand de faire le calcul dun transformateur qui a lescaractristiques suivantes :

Dsignation : monophas Nombre de phase : 2 Frquence : 50 Hz Puissance nominal : 2,5KVA Tension cot primaire : 230V, acceptant des variations de 20% Tension secondaire : 230V avec prises +20% et -20% Niveau disolement : > 50K Tension dessai frquence industrielle (valeur efficace) :3KV 1min Encombrement (HLP) : 20024060 Poids total en Kg : 28Kg

Primaire

230V

qui subira desvariations de

tension de 20%

soit Umin = 184V

et

Umax =276V

Secondaire

230V

que lon veutconserver

constant

Plage permettantde diminuer de20% la tension

secondaire

Plage permettantdaugmenter de20% la tension

secondaireNp

Ns1

Ns2

Ns

11

1. Calculs des diffrentes donnes concernant le transformateur disolement :

Le calcul du transformateur dpend de 4 critres : -du cot de fabrication.-des matriaux existants.-de la disponibilit des types.-des circuits magntiques existant.

Les clients daujourdhui veulent avant tout un produit le moins cher possible, et cela audtriment de sa dure de vie.

Tout dabord le champ magntique est dtermin par lingnieur partir des critres cits ci-dessus, en adquation avec le besoin exprim par le client. Dans notre cas, la valeur avoisine1.35Tesla.

Pour des raisons conomiques, pour la tension Upri max de 276V, nous prendrons 1.39T.

Nous prendrons Usec max = 331.2V (20% au dessus de 276V).

Dtermination de la section magntique :

P=2.5KVA (puissance apparente)

Il existe une formule empirique qui met en relation la puissance apparente et la section ferro-magntique en cm.

Soit :S=1.2P

Dans notre cas :S=1.22500=60cm

Dtermination du nombre de spires au primaire et au secondaire :

On sait que Ueff=4.44fBmaxSN

Sachant que Ueff : La tension efficace en volt (V) N : Le nombre de spires S : Section magntique en mtre (m) F : Frquence (en France 50 Hz)

Bmax : induction du champ magntique en Tesla (T)

Np= SBfU

max44,41

= 0060,039,15044,4276

=149sp

Ns1= SBfU

max44,42

= 0060,039.15044.42,331 =179spires

Donc : Np=149spiresNs1=179spires

12

Dtermination du courant au primaire et au secondaire :

S: Puissance apparente en VAU: tension en voltI: courant en ampre

S=UITandis que le transformateur fonctionnera comme rgulateur de tension, alors les courantsnominaux au primaire et au secondaire sont gaux :

I1=I2=11

US

=

2302500

=10,87A

Donc I1= I2=10,87ADtermination de la section du fil du primaire et du secondaire :

D: Densit du courant : D =s

Ien A/mm

La densit D est ncessaire pour dimensionner la section du fil de bobinage, en cuivre. Elleest tablie selon les critres suivants :

- la puissance apparente du transformateur ;- la surface de refroidissement du bobinage.

Avec :s : section du fils en mmI : courant en Ampre

s1= s2=DI1

=

387,10

=3,62mm

Donc s1= s2=3,62mm

Dtermination du diamtre de la section du fil > :

s=4

14,3d

Donc d1=d2=14,3

4s=

14,3462,3

=2,15mm

d1 et d2 : diamtre du fil en mms1 et s2 : section du fil en mm

13

Daprs le Doc N1 on prend les valeurs qui se rapprochent le plus du diamtre doncces nouvelles valeurs sont :

DOC N1

Diamtre du fil SECTIONS DINStock en

KGStock en

din

1,8 2,5447 2501,9 2,8353 2502 3,1416 355

2,12 3,5299 3552,24 3,9408 3552,36 4,3744 3552,5 4,9087 3552,65 5,5155 3552,8 6,1575 3553 7,0686 355

3,15 7,7931 355Donc : d1= d2=2,24mm

Daprs le catalogue de MONTELEM.

DOC N2

14

Aprs avoir choisi le transformateur (DOC N2) on calcule la nouvelle sectionmagntique.On soustrait L et X, on sait aussi que le support du bobinage peut empiler jusqu 110 mm eton obtient :

DOC N3

REF : EI 180

1 8 0

1 2 0

6 0 3 03 0

9 0

S= (L-X) 11= [(18-15) 11] 2=66 cm.

En ayant une nouvelle section magntique, il faudra recalculer le nombre de spires.

Primaire :

Np= SBfU

max44.41

= 0066.039,15044.4276

=136sp

Secondaire :

Ns1= SBfU

max44.42

= 0066.039,15044.42.331 =163sp

Donc : Np=136spiresNs1=163spires

Etant donns que la section de fil ne change pas donc le diamtre reste les mmes.Comme la taille de la fentre du support de bobinage est de 90mm donc :

tiondufilsecfentretailledela

= 24.290

=41 spires/couche

(Le rajout dun mm et lenlvement de 2 spires sont une marge derreur).

Primaire : 136 spires. ==> 39136

=3,5 De ce fait on aura 4 couches debobinage au primaire.

Secondaire : 168 spires. ==> 39163

=4,2 En consquence on aura 5 couches debobinage au secondaire.

15

Or le primaire et le secondaire est bobin sur le mme support ainsi on peutadditionne les nombres de couche primaire et secondaire puis multiplie r par lediamtre du fil de bobinage et on rajoute un coefficient de foisonnement qui est de 1,3puis 2mm pour le papier isolent entre le primaire et secondaire.

[(4+5) 2.241.3]+2=28.2mm soit 29mm

On constate que cela ne convient pas car pour raliser le bobinage et l entlageen toute scurit il faut au maximal 27 mm (voir DOC N3) donc il faut chang lacarcasse de bobinage et la tles.

On choisi un laide du DOC N4

Tandis que le prcdent avait pour rfrence EI 180 on prend larfrence au dessus EI 240

DOC N4

16

EI 240

2 4 0

1 6 0

8 0 4 04 0

1 2 0

Nous avons choisi un support de bobinage (aussi appel carcasse) de rfrence8060V (DOC N5).on sait que sur ce support on peut empil jusqua 60 mm et onobtient :

S=68=48cm

DOC N5

En ayant encore une nouvelle section magntique, il faudra recalculer lenombre de spires.

Nous amliorons notre calcul en rajoutant un coefficient de foisonnement deremplissage de la section de fer, soit 0.94Primaire :

Np= 94.0max44,41

SBfU

= 94.00048.039.15044,4276

=198 sp

Secondaire :

Ns1= 94.0max44,42

SBfU

= 94.00048.039,15044,42,331

=238 sp

Donc : Np=198 spiresNs1=238spires

17

Etant donns que nous avons chang les dimensions des tles et de la carcasse debobinage on recalcule le nombre de spires sur une c ouche :

tiondufilsecfentretailledela

=

24,2120

=54 spires/couche

(Le rajout d1 mm et lenlvement de 2 spires sont une marge d e scurit de remplissage).Primaire :

Comme nous avons 198 spires. ==>52

198=3,8 Donc on aura 4 couches de bobinage au

primaire.Secondaire :

Comme nous avons 238 spires. ==>52238

=4,6 ainsi on aura 5 couches de bobinage au

secondaire.

Pour vrifier que toutes les donnes calculer est compatible avec la fabricationdu transformateur :

[(4+5) 2.241,3]+2=28,2mm soit 29mm

On constate que cela convient parfaitement car pour bobiner et entler sansdtriorer les fils de bobinage il faut 40mm.

Dtermination des pertes joules.

Pj=R1I1+R2I2Pj : pertes joules en wattsR1 et R2 : rsistances au primaire et secondaire en I1 et I2 : courant du primaire et secondaire en Ampre

Calcul de la rsistance du primaire et secondaire

Primaire : R1= 1L1s

Ne connaissant pas la longueur du fil il faudra tout dabord la tro uve:L1=Primtre (support de bobinage) nombre de spire au primaireL1= (84) 198L1=6336cm=63,36m

18

Nous savons que le diamtre du fil est de 3,94mm et que la rsistivit du cuivre est de18 x 10-9 m.

R1= 18 x 10-9 0,00039463,36

R1=0,28

Secondaire : R2= 2L2s

Comme pour le primaire, il faut calculer la longueur du fil :L2= Primtre (support de bobinage) nombre de spire au secondaireL2= (84) 238L2=7616cm=76,16m

Nous savons que le diamtre du fil est de 3,94mm et que la rsistivit du cuivre est de18 x 10-9 m.

R1= 18 x 10-9 0,00039476,16

R1=0,34

Nous avons les rsistances au primaire et au secondaire , alors nous pouvons calculer les pertespar effet joules :

Pj= R1I1+R2I2 or I1=I2.Pj= (R1+R2) I1Pj= (0,28+0.34) 10,87Pj=73,26W

Dtermination des pertes magntisa ntes.

Pour dfinir les pertes fer, il faut dabord calculer le poids du circuit magntique. Nousavons le choisi auparavant qui est le EI 240 pour une induction de 1,35T (voir DOCN6), les pertes fer sont calcules en fonction du poids du circuit magntique. La tleslectionne a pour coefficient de pertes 1.7W/Kg pour 1 Tesla. Sachant que lpaisseur dun

est de 0,5mm et que lempilage est de 60mm donc on aura ==> 0,560

=120 tles mettre pour bien remplir le circuit magnti que.

19

DOC N6

20

Daprs le DC N7, vu que notre est le EI 240 nous avons donc un poids ducircuit magntique de 146,24Kg et sa pour un nombre de tles de 1000.

Donc pour 120 tles : 1000146,24120

=17,55Kg

DOC N7

En ayant dtermin le poids du circuit magntique, on dtermine en effet indirectement lespertes fer. Daprs le DOC N6 pour le type de quon a pris, on a un coefficient depertes de 1.7W/Kg et ce pour une inductance du champ magntique qui est de 1T.

21

On sait que pour Bmax=1T, on a un coefficient de perte magntique gale 1,7W/Kget comme le poids du circuit magntique est gale 17,55Kg en consquence :

Pf=1 x17, 55=17,55W (pour Bmax=1T)On sait aussi que Pf=K x (Bmax) Pf : Pertes fer en watts

K : Coefficient B : Inductance du champ magntique en T

K= (Bmax)Pf

= 117,55

=17,55

Le coefficient ne changeant pas donc B=1,35T on a :Pf=K (Bmax)=17,55 (1,35)=32W

Donc Pf=32W

Calcul du rapport de transformation m :

m= U1U20

= 230230

=1

Calcul de la chute de tension au secondaire U2 :

La chute de tension est du a la rsistance du fil de bobinage et de la parti magntisantePour cette chute de tension on a :

Dans les enroulements : U= (R1+R2) I= (0,28+0,34) 10,87=6,73V

La chute de tension total : on rajoute 30% de la chute des enroulementsU+30%=8,74V 9V.Pour compenser cette chute de tension on rajoute des spires au secondaire.

Ns1= U2Ns1

(U2+U)= 331,2238

(331,2+9)=245 spires

Pour compenser galement la chute de tension du variac, nous augmentons de 2 spires ausecondaire, soit Ns1 = 247 sp

22

2. Plan de fabrication du transformateur.

23

3. ANNEXE : Ralisation de schmas de cblage lectriques pour la commande et lagestion du chauffage de la socit MONTELEM

Partie puissance :

the rm osta ta ro1

the rm osta ta ro2

the rm osta ta ro3

the rm osta ta ro4

the rm osta ta ro5

ANCIENNE CHAUDIERE

KA2

KA1

NOUVELLECHAUDIERE

BALLOND'EAUCHAUDE

P OM P E ATELIER P OM P E BUREAU

P RIS E DE NUIT

KA3

Ph1Ph2Ph3N

1A 1A 1A 1A 1A

10A

10A 6A10A 2A

C 1 C 2 C 3 C 4 C 5

KA3

T hermostat

L6L5 L7 L8 L9

Interrupteur

24

Partie commande :

Ka2 Ka3 TempKa1

Ka2

Ka2

HIVER ETE

HOROD

HOROD

marchemanuel

vitesseventilateur

Ph

N

LEGENDE:1- Hiver/t : commutateur rotatif (MOELLER).2- Horod : horodateur programmable(flash monotron 200).3- Ka1 : contacteur(ISKRA), permet d' etablir le fonctionnement des aerothermes.4- Ka2(auxiliaire) : contacteur(ISKRA), permet d'etablir le fonctionnement des chaudieres et des pompesqui sont aliments sparement.5- Ka3 : relais (FINDER), permet d'etablir deux vitesses aux aerothermes.6- temp : temporisateur(MOELLER) permet d'etablir le fonctionnement des aerothermes 20 min aprsle fonctionnement de la nouvelle chaudiere en mode hiver.7- L1 : voyant led vert =>chauffage actif8- L2 : voyant vert =>mode automatique9- L3 : voyant led orange =>mode manuel10-L4 : voyant led rouge =>bruleur nouvelle chaudire actif11- marche manuel : commutateur rotatif (MOELLER) permet de faire march manuellement le chauffage.12- vitesse ventilateur : commutateur rotatif une position (MOELLER) permet d'etablir 1 vitesse plus rapideaux arothermes.13- Brul. : ?14- L5, L6, L7, L8 et L9 : voyant de fonctionnement des arothermes N1 5.15- Thermostats aro : SIEMENS16- comp elect : compteur lctrique,permet de connaitre la consommation de fuel du bruleur

L1 L3 L4

compelecl.

Brul.

marchemanuel

L2

25

Implantation des diffrents voyants et interrupteur de commande :

Arotherme1

Arotherme2

Arotherme3

Arotherme4

Arotherme5

Chauffage

0 HIVERETE ManuelAutomatique

Bruleur

26

III Conclusion :

Jai effectu mon stage de 4 semaines au sein de lentreprise MONTELEM spcialisdans la fabrication des transformateurs.

Cette premire exprience en entreprise ma enfin permis de faire le lien entre lathorie et la pratique du milieu professionnel, mais jai aussi remarqu quel point il estimportant dtre autonome et responsable dans le monde du travail.

De ce fait, ma dmarche a t participative et cette mise en situation professionnellema permis dacqurir une exprience de terrain, mettant en application des connaissances quirestaient trs thorique.