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LF-EEA Atelier de machines Electriques Page 1 OBJECTIFS DU TP : Connaitre les

LF-EEA Atelier de machines Electriques Page 1 OBJECTIFS DU TP : Connaitre les procédés de démarrage des moteurs asynchrones triphasé. Maitriser le câblage des circuits de commande et de puissance des circuits de démarrage. TP 1 GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 2 1- RAPPEL THEORIQUE 1-1- Introduction Lors de la mise sous tension d'un moteur asynchrone, celui-ci provoque un fort appel de courant qui peut provoquer des chutes de tension importantes dans une installation électrique. Pour ces raisons et autres, il faut parfois effectuer un démarrage différent du démarrage direct. Il est donc logique de limiter le courant pendant le démarrage à une valeur acceptable. Mais si l'on limite le courant, on limite du fait la tension (dans certain cas seulement). Remarque: Cette étude ne tient pas compte des possibilités offertes par les variateurs électroniques de fréquence. 1-2- Choix d’un démarreur Le choix d’un démarreur est guidé par des critères économiques et techniques qui sont : • les caractéristiques mécaniques, • les performances recherchées, • la nature du réseau d’alimentation électrique • l’utilisation du moteur existant dans le cas d’un rééquipement, • la politique de maintenance de l’entreprise • le coût de l’équipement. Le choix d’un démarreur sera lié : • au type d’utilisation : souplesse au démarrage, • à la nature de la charge à entraîner • au type de moteur asynchrone • à la puissance de la machine • à la puissance de la ligne électrique • à la gamme de vitesse requise pour l’application. Dans la pratique il existe plusieurs types de démarreurs tel que : GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 3 Démarrage direct, Démarrage étoile triangle, Démarrage statorique, Démarrage rotorique, Démarrage par autotransformateur, Démarrage électronique. Dans cette séance de travaux pratiques, on s’intéresse au démarrage direct et le démarrage étoile / triangle. 1-3- Le démarrage direct C'est le mode de démarrage le plus simple. Le moteur démarre sur ses caractéristiques "naturelles". Au démarrage, le moteur se compoorte comme un transformateur dont le secondaire (rotor) est presque en court-circuit, d'où la pointe de courant au démarrage. Ce type de démarrage est réservé aux moteurs de faible puissance devant celle du réseau, ne nécessitant pas une mise en vitesse progressive. Le couple est énergique, l’appel de courant est important (5 à 8 fois le courant nominal). La figure 1 donne les caractéristiques mécaniques du démarrage direct. Figure 1 : Caractéristiques électriques et mécaniques du démarrage direct Malgré les avantages qu'il présente (simplicité de l'appareillage, démarrage rapide, coût faible), le démarrage direct convient dans les cas ou : GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 4 o La puissance du moteur est faible par rapport à la puissance du réseau (dimension du câble) o La machine à entraîner ne nécessité pas de mise en rotation progressive et peut accepter une mise en rotation rapide, o Le couple de démarrage doit être élevé Ce démarrage ne convient pas si o Le réseau ne peut accepter de chute de tension o La machine entraînée ne peut accepter les à-coups mécaniques brutaux o Le confort et la sécurité des usagers sont mis en cause (escalier mécanique) 1-4- Le démarrage étoile triangle Ce mode de démarrage n'est utilisable si les deux extrémités de chaque enroulement sont accessibles. De plus, il faut que le moteur soit compatible avec un couplage final triangle. La figure 2 donne les schémas de branchement pour les deux modes de couplages (couplage étoile et couplage triangle) Figure 2 : Couplage étoile et couplage triangle d’un moteur asynchrone GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 5 Les équations des courants et des tensions sont données par les relations suivantes : Lors du couplage étoile, chaque enroulement est alimenté sous une tension 3 fois plus faible, de ce fait, le courant et le couple sont divisés par 3. Lorsque les caractéristiques courant ou couple sont admissibles, on passe au couplage triangle. Le passage du couplage étoile au couplage triangle n'étant pas instantané, le courant est coupé pendant 30 à 50 ms environ. Cette coupure du courant provoque une démagnétisation du circuit magnétique. Lors de la fermeture du contacteur triangle, une pointe de courant réapparaît brève mais importante (magnétisation du moteur). La figure 3 donne les caractéristiques électriques et mécaniques de ce mode de démarrage. Figure 3 : Caractéristiques électriques et mécaniques du démarrage étoile triangle 1-5- Variation de vitesse d’un moteur asynchrone triphasé La variation de vitesse d’un moteur asynchrone peut être obtenue par Variation du nombre de pôles. Modification du glissement (moteur à rotor bobiné uniquement). Alimentation à fréquence variable. GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 6 Dans la pratique on peut rencontrer : Moteur à deux vitesses « enroulements séparés » Les deux vitesses sont obtenues par deux bobinages séparés logés dans les encoches du stator. La figure 1 donne les deux modes de couplage pour la petite vitesse et la grande vitesse. Figure 4 : Couplage d’un moteur asynchrone à deux enroulements séparés Moteur à deux vitesses par couplage des enroulements ( DAHLANDER) Dans un bobinage de moteur asynchrone, si on connecte à l’envers une bobine sur 2 de chaque phase d’un enroulement, la vitesse du champ est doublée. On peut donc obtenir, par couplage des enroulements, 2 vitesses, l’une double de l’autre. Pour la petite vitesse, le réseau est connecté sur les 3 bornes correspondantes (1W -1V-1U) les autres bornes (2U-2V-2W) ouverts. Ce mode de couplage correspond à un couplage triangle série comme indiqué sur la figure 5. GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 7 Figure 5 : Couplage triangle série d’un moteur asynchrone DAHLANDER Pour La grande vitesse, le réseau est connecté sur les 3 bornes correspondantes (2U -2V-2W) et les autres bornes (1W -1V-1U) court-circuités. Ce mode de couplage correspond à un couplage étoile parallèle comme indiqué sur la figure6. Figure 6 : Couplage étoile parallèle d’un moteur asynchrone DAHLANDER 2- PREPARATION Pour réaliser ce TP, on met à votre disposition le matériel nécessaire suivant : Un banc didactique pour circuits industriels de contacteurs mod. TST-3/EV Jeu de câbles pour les connexions électriques Un moteur asynchrone triphasé DAHLANDER. GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 8 3- Travail Pratique 3-1- Etude des composants de la maquette a- En se basant sur le banc didactique mis à votre disposition, vérifier le fonctionnement de chaque composant. 3-2- Etude du moteur asynchrone triphasé DAHLANDER a- Relever les caractéristiques du moteur mis à votre disposition. b- Au moyen des câbles d’interconnexion, coupler les bornes du moteur pour le fonctionnement en petite vitesse. c- Appliquer le réseau triphasé au moteur et tester son fonctionnement pour ce mode de couplage et mesurer la vitesse de rotation. d- Inverser le sens de rotation du moteur. e- Changer le couplage du moteur pour le fonctionnement à grande vitesse. f- Appliquer le réseau triphasé au moteur et tester son fonctionnement pour ce mode de couplage et mesurer la vitesse de rotation. 3-3- Commande a distance de marche avant/arrière du moteur asynchrone triphasé DAHLANDER On veut commander le moteur mis à votre disposition couplé à petite vitesse dans les deux sens de rotation. Le bouton S2 commande le moteur dans le sens horaire (avant), le bouton S4 commande le moteur dans le sens antihoraire (arrière) et le bouton S1 arrête le moteur. Un voyant H1 s’allume lorsque le moteur est à l’arrêt et un autre voyant H2 s’allume lorsque le moteur tourne dans l’un des deux sens. Le moteur doit être protégé par un relais thermique RT1. Le schéma du circuit de commande et de puissance de la commande du moteur est donné par la figure 7. GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 9 Figure 7 : Schéma du circuit de commande et de puissance de la commande du moteur GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 10 D’après le schéma de la figure précédente : a- Peut-on activer simultanément les deux contacteurs ? b- Comment peut-on prévenir l’activation simultanée des deux contacteurs ? c- Qu’arrive-t-il si le relais thermique RT1 se déclenche ? d- Peut-on brancher une lampe témoin pour signaler l’éventuelle intervention du relais thermique ? e- Faire le câblage des circuits de commande et de puissance et vérifier son fonctionnement (moteur couplé à petite vitesse). f- Modifier le câblage du circuit de commande de telle sorte que lorsque le moteur tourne dans le sens horaire, le voyant H2 s’allume et lorsque le moteur tourne dans le sens antihoraire, le voyant H3 s’allume. H1 s’allume lorsque le moteur est à l’arrêt. GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 11 OBJECTIFS DU TP : Mesurer la résistance interne des enroulements de la machine. Réaliser les essais nécessaires sur la machine pour déterminer ces caractéristiques mécaniques et électriques. TP 2 GEL-523 Atelier Electronique Industriel Page 12 1- RAPPEL THEORIQUE 2- PREPARATION Rappeler les formules qui permettent d’obtenir : Le glissement du rotor Les pertes Joule rotoriques Le rendement Donner les caractéristiques mécaniques et électriques de la machine mise à votre disposition. 3- TRAVAIL PRATIQUE Durant cette séance de TP, on se propose d’effectuer les essais suivants sur la uploads/s3/ cour-1-redress-ment-mono-phase.pdf