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ISET SIDI BOUZID
A.U : 2014/2015
TD N°5
EXERCICE N°1 :
Les grandeurs relatives au modèle d’une phase d’un moteur asynchrone tétrapolaires sont :
R= 0.36 Ω et l = 6.8 mH
La tension d’alimentation d’une phase du stator est 220 V-50 Hz.
Pour un glissement g de 4% :
L’ensemble des pertes au stator s’élevé à 1 KW ; les pertes mécaniques sont égales à 200 W
et les pertes de puissance par effet joule au rotor atteignent 620 W.
1.
Quelle est le moment du couple électromagnétique maximal : Tmax ?
2. Calculer la fréquence de rotation correspondant au couple maximal ;
3. Quelle est le moment du couple électromagnétique au démarrage: Td ?
4. Déterminer le rendement du moteur pour un glissement de 4%.
EXERCICE N°2 :
Un moteur asynchrone triphasé 220/380 V – 50 Hz est alimenté par le réseau
380 V- 50 Hz. Chaque enroulement du stator a une résistance Rs= 1 Ω.
1.
On réalise un essai à vide. La fréquence de rotation du moteur est pratiquement
n’0= 1500trs/min ; la mesure de la puissance par la méthode des deux wattmètres
donne :
P1= 440 W ; P2= -40 W.
1.1. Quel couplage faut-il adopter au stator ?
1.2. Déterminer le nombre de pôles du stator ;
1.3. Quelle est la puissance absorbée par le moteur ?
1.4. Calculer le facteur de puissance du moteur ;
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1.5. Quelle est la valeur de l’intensité du courant en ligne ?
1.6. Calculer la puissance correspondant aux pertes mécaniques sachant que celles-ci sont
égales aux pertes magnétiques.
2. En charge nominale. L’intensité du courant dans chaque enroulement est : Is= 8 A. Pour
ce fonctionnement on mesure un glissement gN= 5%.
Le facteur de puissance est alors égal à 0.85.
2.1. Quelle est la fréquence de rotation des courants rotoriques ?
2.2. Quelle est la puissance absorbée par le moteur ?
2.3. Calculer les pertes par effet joule au stator ;
2.4. Calculer les pertes par effet joule au rotor ;
2.5. Déterminer la puissance utile du moteur ;
2.6. Quel est son rendement ?
EXERCICE N°3 :
La plaque signalétique d'un moteur asynchrone triphasé indique:
380/660 V, 50Hz,
I = 6.3 A,
cos(ϕ) =0.81,
n = 1450 tr/min.
1. On branche cette machine sur un réseau 220/380 V, 50 Hz.
1.1. Justifier et dessiner le couplage du stator ;
1.2. Quelle est la fréquence de synchronisme, en déduire le nombre de pôles.
2. Pour le fonctionnement nominal calculer :
2.1. Le glissement ;
2.2. La puissance absorbée.
3. Cette puissance étant mesurée par la méthode de deux wattmètres, donner le schéma de
principe et calculer les indications des wattmètres.
4. En ne tenant compte que des pertes joule du rotor, calculer le rendement électrique de
celui-ci.
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EXERCICE N°4 :
Un moteur asynchrone triphasé possède les caractéristiques suivantes:
Tensions : 220/380V, vitesse : 970 tr/min,
facteur de puissance : 0.83.
On utilise un réseau d'alimentation 380 V, 50 Hz, on a mesuré la résistance entre deux bornes
du stator couplé: r = 1.1Ω.
1. On réalise un essai à vide: sous une tension U = 380 V entre phases, l'intensité en ligne est
I0 = 5 A et la puissance active est P0 = 450 W.
1.1. Déterminer le couplage à réaliser pour un fonctionnement normal du moteur ;
1.2. Déterminer le nombre de pôles ;
1.3. Calculer les pertes dans le fer du stator et les pertes mécaniques du rotor en les
supposant égales ;
1.4. Calculer le facteur de puissance à vide.
2. On réalise un essai en charge, sous tension et à vitesse nominales. On mesure la puissance
absorbée par le moteur par la méthode de deux wattmètres. On obtient les résultats
suivants (déviations dans le même sens): P1 = 4200 W et P2 = 1850 W, calculer:
2.1. Le facteur de puissance ;
2.2. L'intensité du courant en ligne ;
2.3. Les pertes par effet joule statoriques ;
2.4. Les pertes par effet joule rotoriques ;
2.5. Le rendement ;
2.6. Les moments des couples électromagnétique et utile.
EXERCICE N°5 :
Un moteur asynchrone triphasé à rotor à cage d’´ecureuil est aliment´e par un réseau
triphasé 50 Hz, 220/380 V. Pour le stator et pour le rotor, le couplage des enroulements est
fait en étoile. Chaque enroulement du stator a une résistance
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Rs = 0, 285 Ω.
On réalise un essai `a vide : le moteur tourne pratiquement `a la vitesse de synchronisme
(n=3000 tr/min). La puissance absorbée à vide est P0 = 3kW et le courant de ligne est I0 =
25A.
1. Calculer le nombre de pôles du stator et le facteur de puissance à vide ;
2. On supposera les pertes mécaniques constantes et égale à 1233 W dans la suite du
problème. Que peut-on dire des pertes joules au rotor (Pjr) ?
3. Calculer les pertes joules stator (Pjs ) et les pertes fer stator (Pfs ) lors de cet essai à vide.
On réalise un essai en charge, les résultats sont les suivants :
• glissement : 7% ;
• puissance absorbée : 24645 W ;
• courant en ligne : 45 A.
4. Calculer le facteur de puissance, la vitesse de rotation du rotor et la fréquence des
courants rotoriques lors de cet essai.
5. Calculer Pjs et la puissance transmise au rotor Ptr. En déduire Pjr lors de cet essai en
charge.
6. Calculer la puissance utile Pu, le rendement du moteur, le couple utile Tu et le couple
électromagnétique.
Le moteur entraîne une machine dont la caractéristique mécanique est une droite
D’équation : Tr = 0.02.n0 + 40 (n0 en tr/min)
7. Calculer la vitesse du groupe (moteur + machine d’entraînement) sachant que la
caractéristique mécanique du moteur est une droite en fonctionnement normal (donc
valable pour l’essai en charge effectué précédemment).
EXERCICE N°6 :
On considère une machine dont les caractéristiques sont les suivantes :
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220-380V - 50hz- 4 pôles ; Rotor bobiné couplé en étoile, en court circuit ;
Un essai à vide, sous tension nominale, a permis de mesurer l’intensité du courant en ligne :
I0 = 10,5 A, et la puissance absorbée : P0 = 1,16 kW.
Un essai en charge nominale, sous tension nominale, a permis de mesurer l’intensité du
courant en ligne : Inom = 23A, la puissance absorbée : Pa = 12,6 kW et le glissement
g = 0,038.
On néglige dans ce qui suit les résistances et inductances de fuites statoriques ainsi que les
pertes mécaniques. On donne ci-contre, le schéma équivalent simplifié d’une phase de la
machine.
1. Fonctionnement nominal :
1.1. Quel est le couplage des enroulements statoriques ?
1.2. Calculer les grandeurs suivantes : vitesse de rotation (en tr/min), facteur de puissance,
moment du couple utile et rendement.
2. Exploitation de l´essai à vide :
Calculer le facteur de puissance de la machine à vide et les valeurs de R0 et X0 ;
3. Exploitation de l’essai nominal :
3.1. En raisonnant sur une phase, calculer les puissances active P2, réactive Q2 et apparente
S2 consommée par le dipôle (D) ;
3.2. Calculer les valeurs de R2 et X2.
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