Exemple de rapport de stage technicien Lycée Louis Armand Paris TSET2 Brevet de Technicien Supérieur Rapport De Stage avec Lycée Louis Armand 319-321 rue Lecourbe 75015 2007-2009 1 Remerciements : Je tiens tout d’abord à remercier Monsieur Jean SOLA pour m’avoir accepté au sein de son entreprise afin que je puisse effectuer mon stage. Je remercie plus particulièrement Monsieur Eric SOLA pour m’avoir bien accueilli et m’avoir fourni toutes les informations dont j’avais besoin pour réaliser ce rapport. Je remercie également toutes les personnes q ui m’ont pris sous leur tutelle durant le stage, et qui m’ont aidé à bien m’intégrer au sein de l’entreprise et qui ont veillé au bon déroulement de mon apprentissage. 2 Sommaire : Introduction I Présentation de l’entreprise 1) Fiche d’identité. 2) Historique de l’entreprise. 3) Présentation de l’activité de l’entreprise et de ses produits. 4) Présentation de l’organisation structurelle de l’entreprise. 5) Politique social de l’entreprise et politique de formation du personnel. II Le rapport d’activité 1. Calculs des différentes données concernant le transformateur d’isolement. 2. réalisation de la fiche technique du transformateur. 3. ANNEXE : réalisation de schémas de câblage électriques pour la commande et la gestion du chauffage de la société MONTELEM. III Conclusion et intérêt du stage 3 INTRODUCTION : Au cour de ma deuxième année de BTS, tous les élèves doivent effectuer 4 semaines de stage au sein d’une entreprise afin d’acquérir plus d’expérience professio nnelle. Pour ma part j’ai été pris dans la soci été MONTELEM, fabricant de transformateurs électriques, située à Arcueil Dans ce rapport, nous verrons comment est organisé cette entreprise de type familial, quels genres de produit elle fabrique et les tac hes que l’on m’a assignées durant la période de stage. 4 I Présentation de l’entreprise 1) Fiche d’identité de l’entreprise Raison social : Montage électromécanique Adresse social : 22, avenue Vladimir Lénine 94110 Arcueil Statut : SA au capital de 75900€ Domaine d’activité :-Fabricant de transformation : -1VA à 800KVA monophasé et triphasé -Transformateur d’allumage -Variateur de vitesse -Alimentation continu, redressée et filtrée Effectif : 14 personnes. MONTELEM est u ne petite entreprise familiale Chiffre d’affaire de l’année 2007 : 2 000 000€ La société traite avec des clients tels que la RATP/DASSAU LT/CEA/ALSTOM et des distributeurs d’énergie comme EDF. Elle est spécialisée dans la fabrication de transformateurs électriques ; elle réalise aussi différents produits électromécaniques . La rapidité de fabrication des transformateurs spéciaux fait la spécificité de l’entreprise. Le concurrent principal de MONTELEM est LEGRAND qui est un grand constructeur d’appareils électriques produisant lui aussi des transformateurs de tous genres. 2) Historique 1954 : Création de l’entreprise MONTELEM, par son actuel président Directeur Général, Monsieur Jean SOLA. L’entreprise a vu le jour dans une cave à Paris en tant qu’entreprise artisanale puis à Malakoff comme SARL. 1968 : changement de locaux de MONTELEM qui s’installe à Arcueil et devient société anonyme au capital de 75 900€. 1980 :L’entreprise gagne le marché devant LEGRAND et MERLIN GERIN pour la fabrication de 40 transformateurs de 15KVA à 100KVA en 15 jours, pour l’inauguration de la pyramide du Louvre par François Mitterrand, ce qui a permis à MONTELEM de gagner la notoriété, augmentant aussi son chiffre d’affaires. 2002 : Passage à la norme ISO-9001 version 2000, qui engage l’entreprise à un suivi sérieux de tous ses produits et un contrôle régulier tous les 3 ans. 5 3) Présentation de l’activité de l entreprise et de ses produits Transformateurs : d’isolement, de séparation des circuits, de sécurité. Jusqu'à 1000KVA en triphasé Type sec, modèle nus et en coffret Conforme aux Normes Française s et internationales en vigueurs Transformateurs redresseurs Monophasés ou triphasés, avec ou sans filtrage, secourues, stabilisés, nus ou en coffret Transformateurs pour l’électron ique Pour montage sur circuit imprimé Transformateurs et selfs sur ferrite Selfs pour courant alternatif De filtrage ou de lissage Auto-Transformateurs Auto-transformateurs de démarrage moteur Monophasés ou triphasés Modèles nus ou en coffret Transformateur à nombre de phase différent de 3 Diphasé/triphasé, Triphasé/diphasé ou triphasé/monophasé Variateur à commutateur ou électronique Pour moteurs de ventilation des hottes d’extraction Modèles monophasés et triphasés Transformateur d’allumage Pour brûleurs fioul ou gaz Transformateurs moulés Moulages spécifiques 6 Transformateurs toriques Monophasés-triphasés Version nue ou en coffret Transformateurs variables (alternostat) Monophasés ou triphasés Version nue ou en coffret Option : voltmètre, Ampermètre, voyant commutateur Variateurs de fréquence Monophasés/triphasés 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 Dépannage ou création à la demande Tout matériel pour chauffage Câbles haute tension-cosses-électrodesantiparasites Rebobinage moteurs monophasés et triphasés Nota : Quantité de transformateurs d’allumage : 1500/an. L’entreprise est leader sur le marché pour ce type de t ransformateur en France. 7 4) Présentation de l’organisation structurelle de l’entre prise Organigramme PDG Mr Jean SOLA DG Mr Eric SOLA Ingénieur, et qualité Mr Eric JULIEN Informatique-GPAO THOMAS Chef d’atelier Mr Pierre HUYNH Variateur et maintenance Mr Mansor Gros et moyen bobinage Mr Than Moyen et petit bobinage Mr Gaston CHAU Variateur monophasé Mr Ludovic Câblage gros transformateurs Mr J-P GABOTON Câblages transformateurs moyens MR Francois PHAN VAN Câblages petits transfos + Imprégnation Mr Charles CHAU Stagiaire Mr Abdel-haq BOUBTANE 8 Mr Comptabilité Secrétariat Mme D’HALLUIN 5) Politique sociale de l’entreprise et politique de formation du personnel Politique sociale de l’entreprise : Vu que la société est une entreprise familiale, la politique utilisé est la politique familiale fondée sur la communication directe entre les employés et la direction. Outil de communication : -Le cahier de doléance mis à la disposition des employés dans l’ate lier. Politique de formation du personnel : Avant la norme ISO-9001 aucun employé n’avait de formation spécifique du métier de l’atelier hormis la partie bureau d’études donc par conséquent la formation était faite en interne à 100%. Ils ont tout appris dans l’atelier. Après la norme ISO-9001, il fallait officialiser les formations (faire passer un audit qui inclut des tests de connaissance sur les normes de travaille). Mr J -P GABOTON, Mr Pierre HUYNH et Charles CHAU ont été les seuls à être habilités à e ffectuer des travaux de type électrique. 9 II Le rapport d’activité Durant 4 semaines de stage, j’ai été amené à effectuer plusieurs tâches différentes au sein du bureau d’étude tel que, le dimensionnement d’un transformateur, la réalisation de différents schémas de câblage. L’entreprise m’a demandé de faire le calcul d’un transformateur qui a les caractéristiques suivantes : Désignation : monophasé Nombre de phase : 2 Fréquence : 50 Hz Puissance nominal : 2,5KVA Tension coté primaire : 230V, acceptant des variations de ±20% Tension secondaire : 230V avec prises à +20% et à -20% Niveau d’isolement : > 50KΩ Tension d’essai à fréquence industrielle (valeur efficace) :3KV 1min Encombrement (H×L×P) : 200×240×60 Poids total en Kg : 28Kg Ns1 Np Plage permettant d’augmenter de 20% la tension secondaire Ns Primaire 230V Plage permettant de diminuer de 20% la tension secondaire Ns2 qui subira des variations de tension de ±20% Secondaire 230V que l’on veut conserver constant soit Umin = 184V et Umax =276V 10 1. Calculs des différentes données concernant le transformateur d’isolement : Le calcul du transformateur dépend de 4 critères : -du coût de fabrication. -des matériaux existants. -de la disponibilité des types. -des circuits magnétiques existant. Les clients d’aujourd’hui veulent avant tout un produit le moins cher possible, et cela au détriment de sa durée de vie. Tout d’abord le champ magnétique est déterminé par l’ingénieur à partir des critères cités cidessus, en adéquation avec le besoin exprimé par le client. Dans notre cas, la valeur avoisine 1.35Tesla. Pour des raisons économiques, pour la tension Upri max de 276V, nous prendrons 1.39T. Nous prendrons Usec max = 331.2V (20% au dessus de 276V). Détermination de la section magnétique <<S>> : P=2.5KVA (puissance apparente) Il existe une formule empirique qui met en relation la puissance apparente et la section ferromagnétique en cm². Soit : S=1.2√P Dans notre cas : S=1.2√2500=60cm² Détermination du nombre de spires au primaire et au secondaire<<N1 et N2>> : On sait que Ueff=4.44×f×Bmax×S× N Sachant que Ueff : La tension efficace en volt (V) N : Le nombre de spires S : Section magnétique en mètre (m) F : Fréquence (en France 50 Hz) Bmax : induction du champ magnétique en Tesla (T) U 1 276 Np= 4 , 44 f B max S = 4, 44501,390,0060 =149sp Ns1= U 2 4 , 44 f B max S 331, 2 = 4.44501.390, 0060 =179spires Donc : Np=149spires Ns1=179spires 11 Détermination du courant au primaire et au secondaire <<I1 et I2 >>: S: Puissance apparente en VA U: tension en volt I: courant en ampère S=UI Tandis que le transformateur fonctionnera comme régulateur de tension, alors les courants nominaux au primaire et au secondaire sont égaux : S1 2500 I1=I2= = =10,87A U 1 230 Donc I1= I2=10,87A Détermination de la section du fil du primaire et du secondaire <<s1et s2>>: D: Densité du courant : D= I en A/mm² s La densité D est nécessaire pour dimensionner la section du fil de bobinage, en cuivre. Elle est établie selon les critères suivants : - la puissance apparente du transformateur ; - la surface de refroidissement du bobinage. Avec : s : section du fils en mm² I : courant en Ampère s1= s2= I1 10,87 = =3,62mm² 3 D Donc s1= s2=3,62mm² Détermination du diamètre de la section du fil << d1 et d2 >> : s= d ² 3,14 4 Donc d1=d2= s4 3,62 4 = =2,15mm 3,14 3,14 d1 et d2 : diamètre du fil en mm s1 et s2 : section du fil en mm² 12 D’après le Doc N°1 on prend les valeurs qui se rapprochent le plus du diamètre donc ces nouvelles valeurs sont : DOC N°1 Diamètre du fil SECTIONS 1,8 1,9 2 2,12 2,24 2,36 2,5 2,65 2,8 3 3,15 2,5447 2,8353 3,1416 3,5299 3,9408 4,3744 4,9087 5,5155 6,1575 7,0686 7,7931 Stock en KG DIN 250 250 355 355 355 355 355 355 355 355 355 Donc : d1= d2=2,24mm D’après le catalogue de MONTELEM. DOC N°2 13 Stock en din Après avoir choisi le transformateur (DOC N°2) on calcule la nouvelle section magnétique. On soustrait L et X, on sait aussi que le support du bobinage peut empiler jusqu’à 110 mm et on obtient : DOC N°3 REF : EI 180 1 8 0 1 2 0 9 0 3 0 6 0 3 0 S= (L-X) ×11= [(18-15) ×11] ×2=66 cm². En ayant une nouvelle section magnétique, il faudra recalculer le nombre de spires. Primaire : U1 276 Np= 4 . 44 f B max S = 4 . 44 50 1 , 39 0 . 0066 =136sp Secondaire : U 2 331 . 2 Ns1= 4 . 44 f B max S = 4 . 44 50 1 , 39 0 . 0066 =163sp Donc : Np=136spires Ns1=163spires Etant donnés que la section de fil ne change pas donc le diamètre reste les mêmes. Comme la taille de la fenêtre du support de bobinage est de 90mm donc : tailledela fenêtre 90 sec tiondufil = 2.24 =41 spires/couche (Le rajout d’un mm et l’enlèvement de 2 spires sont une marge d’erreur). 136 Primaire : 136 spires. ==> 39 =3,5 De ce fait on aura 4 couches de bobinage au primaire. 163 Secondaire : 168 spires. ==> 39 =4,2 En conséquence on aura 5 couches de bobinage au secondaire. 14 Or le primaire et le secondaire est bobiné sur le même support ainsi on peut additionne les nombres de couche primaire et secondaire puis multiplie r par le diamètre du fil de bobinage et on rajoute un coefficient de foisonnement qui est de 1,3 puis 2mm pour le papier isolent entre le primaire et secondaire. [(4+5) ×2.24×1.3]+2=28.2mm soit 29mm On constate que cela ne convient pas car pour réaliser le bobinage et l ’entôlage en toute sécurité il faut au maximal 27 mm (voir DOC N°3) donc il faut changé la carcasse de bobinage et la tôles. On choisi un <<E>>à l’aide du DOC N°4 Tandis que le <<E>> précèdent avait pour référence EI 180 on prend la référence au dessus EI 240 DOC N°4 15 EI 240 240 160 120 40 80 40 Nous avons choisi un support de bobinage (aussi appelé carcasse) de référence 8060V (DOC N°5).on sait que sur ce support on peut empilé jusqu’a 60 mm et on obtient : S=6×8=48cm² DOC N°5 En ayant encore une nouvelle section magnétique, il faudra recalculer le nombre de spires. Nous améliorons notre calcul en rajoutant un coefficient de foisonnement de remplissage de la section de fer, soit 0.94 Primaire : U1 276 Np= 4 , 44 f B max S 0 . 94 = 4 , 44 50 1 . 39 0 . 0048 0 . 94 =198 sp Secondaire : U 2 331 , 2 Ns1= 4 , 44 f B max S 0 . 94 = 4 , 44 50 1 , 39 0 . 0048 0 . 94 =238 sp Donc : Np=198 spires Ns1=238spires 16 Etant donnés que nous avons changé les dimensions des tôles et de la carcasse de bobinage on recalcule le nombre de spires sur une c ouche : tailledela fenêtre 120 =54 spires/couche sec tiondufil = 2,24 (Le rajout d’1 mm et l’enlèvement de 2 spires sont une marge d e sécurité de remplissage). Primaire : 198 Comme nous avons 198 spires. ==> =3,8 Donc on aura 4 couches de bobinage au 52 primaire. Secondaire : 238 Comme nous avons 238 spires. ==> =4,6 ainsi on aura 5 couches de bobinage au 52 secondaire. Pour vérifier que toutes les données calculer est compatible avec la fabrication du transformateur : [(4+5) ×2.24×1,3]+2=28,2mm soit 29mm On constate que cela convient parfaitement car pour bobiner et entôler sans détériorer les fils de bobinage il faut 40mm. Détermination des pertes joules. Pj=R1×I1²+R2×I2² Pj : pertes joules en watts R1 et R2 : résistances au primaire et secondaire en Ω I1 et I2 : courant du primaire et secondaire en Ampère Calcul de la résistance du primaire et secondaire L1 Primaire : R1=β× s1 Ne connaissant pas la longueur du fil il faudra tout d’abord la tro uve: L1=Périmètre (support de bobinage) × nombre de spire au primaire L1= (8×4) ×198 L1=6336cm=63,36m 17 Nous savons que le diamètre du fil est de 3,94mm² et que la résistivité du cuivre est de 18 x 10-9 m. 63,36 R1= 18 x 10 -9 × 0,000394 R1=0,28 Ω L2 Secondaire : R2=β× s 2 Comme pour le primaire, il faut calculer la longueur du fil : L2= Périmètre (support de bobinage) × nombre de spire au secondaire L2= (8×4) ×238 L2=7616cm=76,16m Nous savons que le diamètre du fil est de 3,94mm² et que la résistivité du cuivre est de 18 x 10-9 m. 76,16 R1= 18 x 10 -9 × 0,000394 R1=0,34 Ω Nous avons les résistances au primaire et au secondaire , alors nous pouvons calculer les pertes par effet joules : Pj= R1×I1²+R2×I2² or I1=I2. Pj= (R1+R2) ×I1² Pj= (0,28+0.34) ×10,87² Pj=73,26W Détermination des pertes magnétisa ntes. Pour définir les pertes fer, il faut d’abord calculer le poids du circuit magnétique. Nous avons le <<E>> choisi auparavant qui est le EI 240 pour une induction de 1,35T (voir DOC N°6), les pertes fer sont calculé es en fonction du poids du circuit ma gnétique. La tôle sélectionnée a pour coefficient de pertes 1.7W/Kg pour 1 Tesla. Sachant que l’épaisseur d’un 60 <<E>> est de 0,5mm et que l’empilage est de 6 0mm donc on aura ==> 0,5 =120 tôles à mettre pour bien remplir le circuit magnéti que. 18 DOC N°6 19 D’après le DC N°7, vu que notre <<E>> est le EI 240 nous avons donc un poids du circuit magnétique de 146,24Kg et sa pour un nombre de tôles de 1000. Donc pour 120 tôles : 120146,24 =17,55Kg 1000 DOC N°7 En ayant déterminé le poids du circuit magnétique, on détermine en effet indirectement les pertes fer. D’après le DOC N°6 pour le type de <<E>> qu’on a pris, on a un coefficient de pertes de 1.7W/Kg et ce pour une inductance du champ magnétique qui est de 1T. 20 On sait que pour Bmax=1T, on a un coefficient de perte magnétique égale à 1,7W/Kg et comme le poids du circuit magnétique est égale à 17,55Kg en conséquence : Pf=1 x17, 55=17,55W (pour Bmax=1T) On sait aussi que Pf=K x (Bmax²) Pf : Pertes fer en watts K : Coefficient B : Inductance du champ magnétique en T 17,55 Pf K= (Bmax²) = 1² =17,55 Le coefficient ne changeant pas donc B=1,35T on a : Pf=K× (Bmax²)=17,55× (1,35)²=32W Donc Pf=32W Calcul du rapport de transformation m : U20 230 m= U1 = 230 =1 Calcul de la chute de tension au secondaire ∆U2 : La chute de tension est du a la résistance du fil de bobinage et de la parti magnétisante Pour 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 enroulements ∆U+30%=8,74V …9V. Pour compenser cette chute de tension on rajoute des spires au secondaire. Ns1 238 Ns1= U2 × (U2+∆U)= 331,2 × (331,2+9)=245 spires Pour compenser également la chute de tension du variac, nous augmentons de 2 spires au secondaire, soit Ns1 = 247 sp 21 2. Plan de fabrication du transformateur. 22 3. ANNEXE : Réalisation de schémas de câblage électriques pour la commande et la gestion du chauffage de la société MONTELEM Partie puissance : P h1 Int e rrupt e ur P h2 P h3 N P RIS E DE NUIT 10A KA3 KA3 KA2 KA1 1A 1A C1 L5 C2 L6 th e rm osta t a é ro 1 1A th e rm osta t a é ro 2 1A C3 1A C4 L7 L8 th e rm osta t a é ro 3 C5 L9 th e rm osta t a é ro 4 th e rm osta t a é ro 5 T he rmo s t a t 10A 10A 6A P O M P E AT EL IER ANCIENNE CHAUDIERE NOUVELL E CHAUDIERE BAL L O N D'EAU CHAUDE 23 2A P O M P E BUREAU Partie commande : Ph vitesse ventilateur HIVER HOROD ETE Brul. Ka2 marche manuel marche manuel Ka2 comp elec l. L1 HOROD L2 Ka1 L3 Ka2 L4 Ka3 Temp N LEGENDE: 1- Hiver/été : 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 pompes qui sont alimentés séparement. 5- Ka3 : relais (FINDER), permet d'etablir deux vitesses aux aerothermes. 6- temp : temporisateur(MOELLER) permet d'etablir le fonctionnement des aerothermes 20 min aprés le fonctionnement de la nouvelle chaudiere en mode hiver. 7- L1 : voyant led vert => chauffage actif 8- L2 : voyant vert = > mode automatique 9- L3 : voyant led orange => mode manuel 10-L4 : voyant led rouge => bruleur nouvelle chaudière actif 11- marche manuel : commutateur rotatif (MOELLER) permet de faire marché manuellement le chauffage. 12- vitesse ventilateur : commutateur rotatif une position (MOELLER) permet d'etablir 1 vitesse plus rapide aux aérothermes. 13- Brul. : ? 14- L5, L6, L7, L8 et L9 : voyant de fonctionnement des aérothermes N°1 à 5. 15- Thermostats aéro : SIEMENS 16- comp elect : compteur éléctrique,permet de connaitre la consommation de fuel du bruleur 24 Implantation des différents voyants et interrupteur de commande : Aérotherme 1 Aérotherme 2 Aérotherme 3 Aérotherme 4 Chauffage ETE 0 Aérotherme 5 Bruleur HIVER Automatique 25 Manuel III Conclusion : J’ai effectué mon stage de 4 semaines au sein de l’entreprise MONTELEM spécialisé dans la fabrication des transformateurs. Cette première expérience en entreprise m’a enfin permis de faire le lien entre la théorie et la pratique du milieu professionnel, mais j’ai aussi remarqué à quel point il est important d’être autonome et responsable dans le monde du travail. De ce fait, ma démarche a été participative et cette mise en situation professionnelle m’a permis d’acquérir une expérience de terrain, mettant en application des connaissances qui restaient très théorique. 26