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DOSSIER PEDAGOGIQUE Page 1/4 Lycée Menzel Jemil Le 13-05-2010 DEVOIR DE SYNTHES

DOSSIER PEDAGOGIQUE Page 1/4 Lycée Menzel Jemil Le 13-05-2010 DEVOIR DE SYNTHESE N°3 Nom & Prénom : ……………………………………… N° : … 4ème ST… ………… 20 Exercice 1 : (5pts) 1- Terminer le schéma fonctionnel de la chaîne d’alimentation en énergie électrique : (2pts) 2- Compléter le circuit de puissance en ajoutant le symbole normalisé dans le cadre correspondant ainsi que le circuit de commande en ajoutant le repère convenable des contacts 2KM1 et 2KM2 (3pts) Exercice 2 : Etude du moteur Mt1 : (9,5pts) Correction DOSSIER PEDAGOGIQUE Page 2/4 C’est un moteur asynchrone triphasé tétrapolaire (4 pôles) 220 V / 380 V à cage, alimenté par un réseau 220 V entre phases, 50 Hz. Un essai à vide à une fréquence de rotation très proche du synchronisme a donné pour la puissance absorbée et le facteur de puissance : Pv = 500 W et cosv = 0,157. Un essai en charge a donné: - intensité du courant absorbé : I = 12,2 A - glissement : g = 6 % - puissance absorbée : Pa = 3340 W. La résistance d'un enroulement statorique est R = 1Ω. 1-1- Quelle est, des deux tensions indiquées sur la plaque signalétique, celle que peut supporter un enroulement du stator ? (0,5pt) …………………………………….…… V 220 ……………………………………………………… 1-2- En déduire le couplage du stator sur le réseau 220 V. (0,5pt) …………………………………… triangle Couplage ……………………………………… 1-3- Indiquer la position des lames de connexion qui réaliseront ce couplage sur le schéma ci- dessous (0,5pt) 2- Pour le fonctionnement à vide, calculer : 2-1- la fréquence de rotation nv supposée égale à la fréquence de synchronisme (0,5pt) ………………………………… mn tr nv / 1500  …………………………………………………… 2-2- l'intensité du courant en ligne Iv (0,5pt) …………………………… A v U Pv Iv 36 , 8 157 , 0 220 3 500 cos 3      ………………………… 2-3- la valeur des pertes Joule dans le stator pJs v (1pt) ……………………… W RI RJ Pjsv 70 ) 36 , 8 ( 1 3 2 2 2      ……………………………… 2-4- la valeur des pertes dans le fer du stator pfs, supposées égales aux pertes mécaniques pm (1pt) ……………………………… W Pjs Pv Pm Pfs Pm Pfs Pjs Pv v v 215 2 70 500 2           ………………………… 3- Pour le fonctionnement en charge, calculer : U V W X Y Z DOSSIER PEDAGOGIQUE Page 3/4 couple (Nm) 3-1- la fréquence de rotation (en tr/min) (1pt) ………………………………… mn tr g n n s / 1410 ) 06 , 0 1 ( 1500 ) 1 (      ………………………… 3-2- la puissance transmise au rotor Ptr et le moment du couple électromagnétique Tem (1pt) ………………………… Nm s Ptr Tem W Pfs Pjs Pa Ptr 95 , 18 60 1500 2 16 , 2976 16 , 2976 215 ) 2 , 12 ( 1 3340 2                …………………… 3-3- la puissance utile Pu et le rendement (1pt) ……………………………… W Pu Ptr g Pjr avec Pm Pjr Ptr Pu 5 , 2582 215 06 , 0 16 , 2976 16 , 2976           …………………………… 3-4- le moment du couple utile Tu (0,5pt) …………………………………… Nm Pu Tu 5 , 17 60 1410 2 6 , 2582        …………………………………… 4- Le moteur entraîne une machine dont le moment du couple résistant (en Nm) est donné en fonction de la fréquence de rotation n (en tr/min) par la relation : Tr = 8 10-6 n² La partie utile de la caractéristique mécanique du moteur est assimilée à une droite. 4-1- Montrer que Tu=-0,1944n+291,5 (on prendra Tu = 17,5 Nm pour n = 1410 tr/min). (0,5pt) ……………… 5 , 291 1944 , 0 90 5 , 17 1500 1410 1410 5 , 17 1500 1500 0                       b et a a a b a a b b a b n a Tu ……….. 4-2- En déduire la fréquence de rotation du groupe. (0,5pt) ………………………… mn tr n n n Tr Tu / 1400 5 , 291 1944 , 0 10 8 2 6          ………………… 4-3- Calculer la puissance utile du moteur. (0,5pt) …………………………… W Tu Pu Nm Tr Tu 74 , 2486 60 1400 2 67 , 15 67 , 15 ) 1400 ( 10 8 2 6              …………………………… Exercice 3 : (5,5pts) La caractéristique mécanique d'un moteur asynchrone triphasé est donnée ci-dessous : 1 5 1 0 5 0 0 200 400 600 800 1000 Vi tesse de rotati on n (tr/m i n) 1- Que représentent les points A et B ? DOSSIER PEDAGOGIQUE Page 4/4 A : démarrage de Point …………………………………… (0,5pt) B : vide à ment Fonctionne ……………………………… (0,5pt) 2- Ce moteur entraîne un compresseur dont le couple résistant est constant et égal à 4 Nm. 2-1- Le démarrage en charge du moteur est-il possible ? Justifier (1pt) ………………………………… Tr Tu car Oui d  ………………………… 2-2- Dans la zone utile, vérifier que Tu = - 0,12n + 120 (0,5pt) ……………………………… vérifiée donc est équation L Nm Tu n Pour Nm Tu mn tr n Pour ' 6 ; 950 0 ; / 1000     …………………………………… 2-3- Déterminer la vitesse de rotation de l'ensemble en régime établi. (0,5pt) …………………… mn tr n où d Nm Tr n Tu t résis couple utile lecouple établi régime En / 967 12 , 0 4 120 ' 4 120 12 , 0 tan ,          …………………… 2-4- Calculer la puissance transmise au compresseur par le moteur. (0,5pt) ………………… W Tu utile e lapuissanc aussi est C 71 , 404 60 967 2 4 '        ……………… 3- Ce moteur est maintenant utilisé pour entraîner une pompe dont le couple résistant est donné en fonction de la vitesse de rotation par la relation suivante : Tr = 10-5 n² avec Tr en Nm et n en tr/min. 3-1- Représenter sur le graphique précédent la courbe Tr (n). (1pt) 3-2- En régime établi, déterminer la vitesse de rotation de l'ensemble ainsi que le couple utile du moteur. (1pt) ……… Nm n Tr Tu mn tr n acceptable nt physiqueme une dont solutions deux possède équation Cette n n n n Tr Tu 62 , 8 ) 928 ( 10 10 / 928 10 2 10 120 4 ) 12 , 0 ( 12 , 0 0 120 12 , 0 10 10 120 12 , 0 2 5 2 5 5 5 2 2 5 2 5                            ……………… uploads/s1/ devoir-de-synthese-n03-2009-2010-karmous.pdf