Manipulation1&2 MACHINE A EXCITATION SHUNT I. DESCRIPTION Dans cette manipulation, la machine à excitation shunt est soumise à des essais en génératrice entraînée par un moteur en mode compound. Ensuite, la machine shunt fonctionne en moteur entraînant la machine compound en rôle de génératrice. Pour la sécurité, une protection de survitesse est systématiquement utilisée dans le circuit du moteur. Elle comprend deux organes mécanique et électrique. Le premier est un contact centrifuge. Le deuxième est un relais à fermeture rapide. Un shunt ampéremetrique est utilisé pour la mesure des courants d’induit. Une génératrice tachymétrique placée en bout d’arbre du groupe permet, par la mesure de la tension délivrée, d’estimer la vitesse de celui-ci. Un rhéostat de démarrage permet de limiter les contraintes électromécaniques sur le groupe lors de la procédure de démarrage. Des rhéostats d’excitation permettent, pour le moteur, de régler la vitesse du groupe et, pour la génératrice, de régler la tension délivrée. Une résistance de charge assure la transformation de l’énergie électrique engendrée par la génératrice en énergie calorifique. II. BUT Déterminer les paramètres électriques de la machine shunt par des essais en génératrice. En fonctionnement moteur, observer le phénomène de démarrage puis effectuer un essai en charge nominale. Discuter et observer la stabilité. III. FONCTIONNEMENT EN GENERATRICE La protection de survitesse est utilisée du côté moteur compound alimenté par de la tension continue fixe. La génératrice est montée en mode d’excitation séparée. Procéder au démarrage du groupe. Cette procédure consiste à fixer les bonnes valeurs des rhéostats de démarrage (valeur maximale) et d’excitation (valeur minimale). Régler la vitesse du moteur à sa valeur nominale. Durant les essais en génératrice, veiller à maintenir cette valeur. Proposez un schéma de câblage pour ce moteur et cette génératrice 1. Essai à vide Par action sur le rhéostat d’excitation, fixer la tension délivrée à une valeur proche de UN. Noter l’excitation correspondante. Maintenir la position du rhéostat d’excitation. 2. Essai en charge Disposant une résistance de charge réglable aux bornes la génératrice, fixer l’intensité débitée à une valeur proche de la valeur nominale. Noter la tension et l’intensité. IV. FONCTIONNEMENT EN MOTEUR La machine est montée en excitation shunt entraînant une génératrice en mode compound à flux additif et initialement à vide. La protection de survitesse est du côté moteur. S’assurer des positions de curseurs de résistance de démarrage (valeur maximale), de rhéostat d’excitation (valeur minimale) et de résistance de charge (contact ouvert). Effectuer la procédure de démarrage du groupe ainsi constitué. Noter la valeur du courant de démarrage. Régler la vitesse à sa valeur nominale (donnée imposée par le prof) . Noter la valeur du courant d’excitation correspondante. C’est la valeur nominale d’excitation. Maintenir la position de curseur du rhéostat d’excitation du moteur. La génératrice compound débite maintenant dans une résistance de charge. Régler la charge de manière à ce que le moteur absorbe un courant proche du nominal. Noter la vitesse, la tension et le courant absorbé par le moteur. Proposez un schéma de câblage pour ce moteur et cette génératrice E.N.I.M. Troisième Année Electromécanique novembre 2010 Manipulation1&2 V. MESURE DE RESISTANCES A l’aide d’un ohmmètre, mesurer les valeurs de résistances d’induit, d’inducteur et de démarrage. VI. RESULTATS 1. Tracer la caractéristique à vide et calculer le coefficient K0 de réaction d’induit de référence. 2. Avec un démarrage direct (pas de résistance de démarrage et rhéostat d’excitation en position nominale), calculer Idem et dem. 3. Avec une procédure judicieuse de démarrage (rhéostat de démarrage en position et rhéostat d’excitation à sa valeur minimale), calculer le courant d’excitation ainsi que le courant de démarrage du moteur. En déduire le couple de démarrage. Comparer avec les résultats expérimentaux. Conclusion. 4. Pour le courant absorbé par le moteur, calculer le couple N et la vitesse NN. Comparer avec les résultats expérimentaux. Calculer le rapport dem/N. Conclusion. 5. Pour un courant qui varie entre 0 et Idem, calculer le couple et la vitesse. Tracer sur un graphique la courbe =f(N) en indiquant la plage de fonctionnement admissible. Discuter la stabilité du moteur. E.N.I.M. Troisième Année Electromécanique novembre 2010 Manipulation1&2 MACHINE A EXCITATION SERIE I. DESCRIPTION Dans cette manipulation, la machine à excitation série est soumise à des essais en génératrice entraînée par un moteur mode compound. Ensuite, la machine série fonctionne en moteur entraînant la machine compound en rôle de génératrice. Pour la sécurité, une protection de survitesse est systématiquement utilisée dans le circuit du moteur. Elle comprend deux organes mécanique et électrique. Le premier est un contact centrifuge. Le deuxième est un relais à fermeture rapide. Deux shunts ampéremetriques sont utilisés pour la mesure des courants d’induit ou d’inducteur. Une génératrice tachymétrique placée en bout d’arbre du groupe permet, par la mesure de la tension délivrée, d’estimer la vitesse de celui-ci. Un rhéostat de démarrage permet de limiter les contraintes électromécaniques sur le groupe lors de la procédure de démarrage. Un rhéostat d’excitation permet, en fonctionnement moteur, de régler la vitesse du groupe et, en fonctionnement générateur, de régler la tension délivrée. Deux résistances de charge sont utilisées dans cette manipulation. L’une d’elles assure la conversion de l’énergie électrique engendrée par la génératrice en énergie calorifique. L’autre assure le réglage d’excitation de la machine série en mode d’excitation séparée. II. BUT Déterminer les paramètres électriques de la machine série par des essais en génératrice. En fonctionnement moteur, observer le phénomène de démarrage puis effectuer un essai en charge nominale. Discuter et observer la stabilité. III. FONCTIONNEMENT EN GENERATRICE La protection de survitesse est utilisée du côté moteur compound alimenté par de la tension continue fixe. La génératrice est montée en mode d’excitation séparée, l’inducteur étant en série avec une résistance de charge et alimenté par de la tension continue fixe. Procéder au démarrage du groupe. Cette procédure consiste à fixer initialement les bonnes valeurs des rhéostats de démarrage (valeur maximale) et d’excitation (valeur minimale). Régler la vitesse du moteur à sa valeur nominale. Durant les essais en génératrice, veiller à maintenir cette valeur. Proposez un schéma de câblage pour ce moteur et cette génératrice1. Essai à vide Par action sur le rhéostat d’excitation, fixer la tension délivrée à une valeur proche de UN. Noter l’excitation correspondante. Maintenir la position du rhéostat d’excitation. 2. Essai en charge Disposant une résistance de charge réglable aux bornes la génératrice, fixer l’intensité débitée à une valeur proche de la valeur nominale. Noter la tension et l’intensité. IV. FONCTIONNEMENT EN MOTEUR La machine est montée en excitation série entraînant une génératrice en mode compound initialement en charge. La protection de survitesse est du côté moteur. Rappelons que le moteur série s’emballe à vide. S’assurer donc des positions de curseurs de résistance de démarrage (valeur maximale) et de résistance de charge (contact fermé). Effectuer la procédure de démarrage du groupe ainsi constitué. Noter la valeur du courant de démarrage. Puis régler la résistance de charge de manière à ce que le moteur absorbe un courant proche du nominal. Noter la vitesse, la tension et le courant absorbé par le moteur. Proposez un schéma de câblage pour ce moteur et cette génératrice E.N.I.M. Troisième Année Electromécanique novembre 2010 Manipulation1&2 V. MESURE DE RESISTANCES A l’aide d’un ohmmètre, mesurer les valeurs de résistances d’induit, d’inducteur et de démarrage. VI. RESULTATS 1. Tracer la caractéristique à vide et calculer le coefficient K0 de réaction d’induit de référence. 2. Avec un démarrage direct (pas de résistance de démarrage), calculer Idem et dem. 3. Avec une procédure judicieuse de démarrage (rhéostat de démarrage en position), calculer le courant d’excitation ainsi que le courant de démarrage du moteur. En déduire le couple de démarrage. Comparer avec les résultats expérimentaux. Conclusion. 4. Pour le courant absorbé par le moteur, calculer le couple N et la vitesse NN. Comparer avec les résultats expérimentaux. Calculer le rapport dem/N. Conclusion. 5. Pour un courant qui varie entre 0 et Idem, calculer le couple et la vitesse. Tracer sur un graphique la courbe =f(N) en indiquant la plage de fonctionnement admissible. Discuter la stabilité du moteur. E.N.I.M. Troisième Année Electromécanique novembre 2010