See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/330513198 Examen de Machines Electriques Approfondies Research Proposal · January 2019 DOI: 10.13140/RG.2.2.21452.05764 CITATIONS READS 0 798 1 author: Abdelber Bendaoud University of Sidi-Bel-Abbes 113 PUBLICATIONS 457 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Electrostatic discharge View project A conducted EMI noise prediction in DC/DC converter using a frequency-domain approach View project All content following this page was uploaded by Abdelber Bendaoud on 21 January 2019. The user has requested enhancement of the downloaded file. Université de Sidi Bel-Abbès Faculté de Génie Electrique Département d'Electrotechnique Prof. Bendaoud 2018/2019 Master 1 : Réseaux Electriques 20/01/2019 Durée : 1h 30 mn Examen de machines Electriques approfondies Exercice N°1 (10 pts) On considère un alternateur bipolaire de 1000 kVA couplé à un réseau triphasé de tension composée : U = 20 kV et de fréquence 50 Hz. En négligeant la résistante de l’enroulement statorique, on donne la réactance synchrone de la machine par phase : Xs = 25 Ω et la relation supposée linéaire reliant le courant d’excitation à la force électromotrice interne : E = 75·Ie (E en volts et Ie en A). 1) Donner l’équation de l’alternateur et représenter le schéma monophasé équivalent de l’alternateur. 2) Pour une puissance fournie au réseau P = 800 kW et une puissance réactive fournie Q = + 600 kVAR calculer la valeur efficace du courant de ligne : I. 3) Calculer le facteur de puissance. 4) Calculer la valeur de la force électromotrice interne de l’alternateur E. En déduire la valeur du courant d’excitation nécessaire Ie . 5) Si on diminue la valeur précédente du courant d’excitation Ie de moitié sans que la puissance active appelée par le réseau ne soit modifiée, calculer la nouvelle valeur du courant de ligne. Donner votre conclusion. 6) L’induit de l’alternateur a un nombre d’encoches total de Z = 72 encoches, chaque encoche contient 6 brins actifs. Les sections sont à pas diamétral, calculer le flux total par pôle lorsque le courant d’excitation est de Ie = 8A. Exercice N°2 (10 pts) La plaque signalétique d’un moteur asynchrone triphasé porte les indications suivantes : 220-380V ; 50 Hz ; 1460 tr/mn ; cos = 0.85 et puissance utile = 3,6 kW. 1- Le moteur est alimenté par un réseau triphasé : 127/220V-50Hz a) Quel est le couplage des enroulements statoriques. Calculer le nombre des pôles. b) Calculer le glissement 2- Dans un essai à vide, le moteur tourne à la vitesse de synchronisme, on a mesuré : - La puissance absorbée à vide Pa0 = 300 W - Le courant à vide I0 = 4 A - Les pertes mécaniques =150W - La résistance d´un enroulement statorique R = 0.5 Ω a) Donner la valeur des pertes fer rotoriques. b) Déterminer les pertes fer statoriques. 3- Sachant que le rendement du moteur est égal à 0,9 pour le fonctionnement nominal : a) Calculer la puissance absorbée par le moteur. b) En déduire le courant de ligne I. c) Déterminer les pertes par effet joule au stator. d) Déterminer les pertes par effet joule au rotor. e) Calculer le couple utile. 4- Le moteur entraine un ventilateur dont le couple résistant est en fonction de la vitesse n : Cr = 0.01n a) Donner l’équation mécanique (Cu varie en fonction de n selon l’équation Cu =a.n+b). b) Calculer la vitesse de groupe (Moteur +Ventilateur). c) Déterminer la puissance fournie par le moteur au ventilateur. Bon Courage ! Université de Sidi Bel-Abbès Faculté de Génie Electrique Département d'Electrotechnique Prof. Bendaoud 2018/2019 Master 1 : Réseaux Electriques 20/01/2019 Durée : 1h 30 mn Solution de l’exercice 1 : 10 1. = 2. = 0,5 …………………………………………………………………………………………………. 0,5 donc donc : 3. (R négligeable)…………………………………………………………………………. 28,9 A ………………………………………………………………………….. 0,599 d’où : ……………………………………………………………. 4. On peut utiliser le diagramme de Behn Escernburg en choisissant une échelle de tension. On trouve : E = 12 kV…………………………………………………………………………………………………………………………………. 1 1 2 *On peut utiliser la formule suivante : ce qui donne : E = 12 kV E = 75·Ie donc Ie = 160 A ………………………………………………………………………………………………………………. 5. Ie’= Ie/2 donc : E’=E/2=6 kV 0,5 B O A P = 800 kW = Constante= d’où : , ce qui donne On choisit une échelle de tension : on trace V= OA, puis une droite parallèle à V distante de Ensuite on trace un cercle de centre O et de rayon OB= E’=6 kV ; on mesure AB = XsI’ = 5,6 kV donc I’= 224 A.. On calcule 2 Conclusion : le facteur de puissance est catastrophique (la puissance réactive est importante), ce qui impose de fournir un courant beaucoup plus important que précédemment, et ce pour la même puissance active fournie donc le rendement sera mauvais. ……………………………………………………………………………………………………. 0,5 6. N= 6x72/2x3=72 spires E = 75·Ie pour Ie= 8 A, E= 600V ……………………………………………………………………………………………………………………. 2 Université de Sidi Bel-Abbès Faculté de Génie Electrique Département d'Electrotechnique Prof. Bendaoud 2018/2019 Master 1 : Réseaux Electriques 20/01/2019 Durée : 1h 30 mn Solution de l’exercice 2 : 10 1. a) le couplage doit être en triangle car la tension supportée par chaque enroulement est égale à la tension composée du réseau. ………………………………………………………………………………………………………………………….. La vitesse synchrone doit être égale à 1500 tr/mn car la vitesse nominale est 1460 tr/mn. 0,5 …………………………………………………………………………………………………………………… . 0,5 ……………………………………………………………………………………………………………………………… . 0,5 2. a) Les pertes fer rotoriques dépendent de la fréquence au carré, à vide g = 0 et par conséquent les pertes fer rotoriques sont nulles……………………………………. 0,5 Donc 2p = b) b) =8W = 142 W………………………………………………………………………………………………………………. 1 3. Fonctionnement nominal : a) …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1 b) , ce qui donne I = 12,35 A ……………………………………………………………………………………………… 1 = 76 W ……………………………………………………………………………………………………………………………. 0,5 c) = d) La puissance transmise est : = 3782 W = 102 W ………………………………………………………………………………………………………………………... e) Le couple utile : 23,56 N.m. ……………………………………………………………………………………………….... 4. a) b) Moteur + Ventilateur Pour un moteur asynchrone la caractéristique est linéaire : Fonctionnement à vide : 0= a.1500 +b Fonctionnement en charge : 23,56 = a.1460 +b On obtient l’équation suivante : = - 0,589. n +883,5………………………………………………………….. Vitesse du groupe : , ce qui donne n = 1475 tr/mn……………………………………………………………………….. c) = 2276 W………………………………………………………………………………………………………………………… View publication stats 1 1 1 0,5 1
