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CEB Conversion lectromcanique TD CEB-3.1 Moteur asynchrone

Lyce Jules Ferry Page1 sur 4 TSI2

Td la machine asynchrone

Exercice n1 : Moteur asynchrone cage : plaque signaltique

Sur la plaque signaltique dun moteur asynchrone triphas cage, on lit les indications suivantes :- 230/400 V ;- 70/40 A ;- 50 Hz ;- Cos = 0,86 pour N = 725 tr/min.

La rsistance dun enroulement du stator a t mesure chaud, sa valeur est de 0,15 . Les pertes fersont de 500 W. La tension du rseau entre phases est de 400 V.On nglige les pertes mcaniques.

Q1 Dterminer le mode dassociation des enroulements du stator.Q2 Calculer la vitesse de synchronisme et le nombre de paires de ples par phase.Q3 Calculer les pertes par effet Joule dans le stator.Q4 Calculer le glissement. Q5 Calculer les pertes par effet Joule dans le rotor.Q6 Calculer le rendement du moteur.

Exercice n2 : Moteur asynchrone cage : bilan de puissance

Un moteur asynchrone triphas ttrapolaire est aliment par un rseau 400 V-50 Hz. La rsistance dustator mesure entre deux fils de phase est de 0,9 . En fonctionnement vide, le moteur absorbe uncourant de 3 A et une puissance de 420W.

Q1 Calculer les pertes fer du stator et les pertes mcaniques en les supposant gales.En charge nominale, la puissance utile sur larbre du rotor est de 4 kW, le facteur de puissance de 0,85 etle rendement de 0,87.Q2 Calculer lintensit du courant absorb.Q3 Calculer les pertes Joule au stator.Q4 Calculer les pertes Joule au rotor.Q5 Calculer le glissement et la vitesse du rotor exprime en nombre de tours par minute.Q6 Calculer le couple utile.

Exercice n3 : Moteur asynchrone : expression simplifie du couple

Un moteur asynchrone triphas, rotor en court-circuit, possde des enroulements statoriqueshexapolaires branchs en toile. Sa plaque signaltique porte les indications suivantes :

- tension dalimentation : 440 V, 60Hz ;- puissance utile : 3,7 kW;- vitesse : 1140 tr/min ;- cos = 0, 8.

la charge nominale le moteur absorbe un courant en ligne dintensit 6,9 A. La rsistance, mesure chaud, entre deux bornes du stator est de 0,9 . Au dmarrage, le moteur dveloppe un couple utile de 85Nm.On considrera la caractristique mcaniqueC = f (n ) comme une droite dans sa partie utile et onngligera les pertes fer rotor ainsi que les pertes mcaniques et par ventilation (le couple utile sera doncgal au couple lectromagntique).

Q1 Calculer la vitesse de synchronisme, le glissement, la puissance absorbe au rgime nominal et lecouple utile nominal dvelopp.Q2 Calculer les pertes fer au stator et les pertes Joule au rotor.Q3 Calculer entre quelles valeurs varie le couple utile au dmarrage lorsque la tension dalimentation variede 5V.Q4 Calculer la vitesse de rotation lorsque, le couple rsistant restant constant et gal au couple nominal, latension dalimentation chute de 5 V.

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Exercice n4 : Caractristiques dun moteur asynchrone

On connat la caractristique de vitesse dun moteur triphas rotor bobin (m=0,2) 230/400V, 2 paires deples aliment par un rseau triphas 230/400V 50 Hz.

Q1 Complter le tableau ci-dessus avec la vitesse N pour Ce = Cemax et Ce = Cen.Q2 Dterminer les termes de lquation du couple :

= . . . +

= .. .

Rglage de vitesse :Le moteur prcdent sert entraner le ventilateur dune soufflerie. Un talonnage pralable a montr qula vitesse de 1000 tr.min-1 sa commande exige un couple de 100 N.m. On sait que le couple correspondantaux pertes par frottement est ngligeable devant le couple correspondant la rsistance de lair. Cedernier est sensiblement proportionnel la vitesse de rotation.Q3 Dterminer la rsistance mettre en srie avec chacun des enroulements rotoriques pour obtenir unevitesse de 1250 tr.min-1.

Q4 Tracer la caractristique mcanique du moteur (Cmax, Cn, Cd) correspondant la rsistance du rotorcalcule.

Q5 Calcul de la dure de dmarrage (N = 0 N = 1250 tr.min-1)On veut durant le dmarrage maintenir le couple moteur entre Cn et 1,2.Cn. Linertie de la partie tournanteest de J = 25 kg.m. Dterminer la dure totale du dmarrage en justifiant les approximations ventuelles.

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Exercice n5 : Modle quivalent au dmarrage :

On considre une machine asynchrone triphase bagues dont la plaque bornes porte lesrenseignements suivants :

Moteur asynchrone triphas 50 Hz, 400/690V, 1245 tr.min -1, P a = 10 kW, cos n = 0,82

Le rseau utilis est un rseau 230/400V.Le stator tant mont en triangle on a procd aux essais suivants :

Essai vide rotor en court-circuit sous tension nominale. Courant absorb en ligne I10 = 8A. Lapuissance active est ngligeable et le glissement voisin de 0.

Essai vide larrt rotor ouvert. Tensions releves entre phases : U10 = 400V, U20 = 71V (rotor entoile)

Le constructeur prcise que le facteur de puissance maximal est gal au facteur de puissance nominal.

Q1 Calculer la puissance ractive absorbe lors de lessai vide.Q2 Dterminer la valeur du courant en ligne appel par le rotor au point de fonctionnement nominal. Quelest le dphasage de ce courant par rapport la tension simple correspondante ?Q3 Caculer linductance de fuite par phase, la rsistance par phase du rotor. En dduire le glissement pourlequel le couple est maximal.Q4 Dterminer la tension primaire qui donnerait un courant de dmarrage gal 1,2.In. Prciser ledphasage correspondant.Q5 On dsire faire un dmarrage toile triangle rotor en court-circuit. Quel est le courant absorb en lignelors de la mise sous tension ?Q6 Au cours dun dmarrage par autotransformateur dterminer le rapport de transformation pour que lecourant appel soit gal au corant nominal.

On procde au dmarrage par insertion dune rsistance en srie avec le systme dalimentation stator(mont en triangle) le rotor tant court-circuit. Lors de la mise sous tension la valeur de la ddp aux bornesdun enroulement est de 110V.Q7 Calculer la valeur des rsistances insrer. Mme question avec des inductances.Q8 Proposer un rhostat de dmarrage rotorique pour un couple variant entre Cn et 1,5.Cn. Conclure.

Exercice n6 : Essai du moteur asynchrone

On considre un moteur asynchrone triphas de caractristiques suivantes : 50 Hz, 230/400V,Pa = 7 kW, Nn = 1450 tr.min-1, facteur de puissance nominal 0,88.

Le stator tant mont en toile on a procd aux essais suivants : A : Essai vide sous tension nominale, moteur entran la vitesse de synchronisme, rotor en

court-circuit : courant absorb en ligne 4,6A, Pa = 300W. B : Essai vide sous tension nominale, rotor en court-circuit : courant en ligne 5A, Pa = 600 W le

glissement est de 1,33%. C : Essai vide larrt rotor ouvert : U10 = 400 V, U20 = 72V. Le rotor est coupl en toile

Puissance et courants :

Q1 Calculer la puissance ractive absorbe lors de lessai A.

Q2 Dterminer la valeur du courant en ligne au point de fonctionnement nominal.

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Modle quivalent :

Q3 A laide du modle simplifi dune phase, dterminer la relation du couple lectromagntique enfonction du glissement.

Q4 Dterminer L1, L1, R2 et RF.

Bilan de puissance au point de fonctionnement nominal :

Q5 Dterminer les pertes joules du stator.

Q6 Dterminer les pertes fer stator.

Q7 Calculer les pertes joules du rotor.

Q8 Dterminer les pertes mcaniques.

Q9 En dduire la puissance utile.Q10 Calculer le rendement.

V1 RF L1

L1 R2

R2/(g-1)

J1 J2 J10

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