Master EEAII 2020/2021 Examen Actionneurs électriques Exercice 1 1. Le primaire d'un transformateur supposé parfait et de section constante S = 100 cm2 comporte N1 = 200 spires. Il est alimenté sous une tension sinusoïdale (f = 50 Hz) de valeur efficace U1 = 220 V. Calculer la valeur maximale Bmax du champ magnétique à l'intérieur du circuit magnétique. 2. La puissance apparente nominale d'un transformateur 230 V/133 V, considéré comme parfait, est de S= 1 kVA. Quelle est la valeur nominale de l’intensité du courant primaire et celle du courant secondaire ? 3. Un transformateur de rapport de transformation m = 5 alimente une charge R-L d'impédance Z = 50 + 25j (ohms). Quelle est l'impédance Zeq «vue» par l'alimentation ? 4. Les résistances des enroulements primaire et secondaire d'un transformateur de rapport de transformation m = 0,50 sont respectivement R1 = 0,50 Ωet R2 = 0,20 Ω. Quelle est la résistance Rs du transformateur ? Exercice 2 Soit le schéma équivalent d’un moteur asynchrone : Le moteur asynchrone à vide. 1. Pourquoi le MAS à vide consomme-t-il de la puissance active ? Quelle est la signification physique de cette consommation ? 2. Donnez un ordre de grandeur du facteur de puissance d’un MAS à vide ? En déduire la valeur du déphasage que génère chaque enroulement. Quels sont les éléments de la modélisation électrique de chaque enroulement ? 3. Un MAS à vide consomme-t-il de la puissance réactive ? Quelle est la signification physique de cette consommation ? Exercice 3 Faculté des sciences Ain Chock : A.Taouni 1 Examen : Actionneurs électriques Master--EEAI Soit un transformateur triphasé alimenté par un réseau 220 V /380 V. Chaque colonne du transformateur porte un enroulement primaire de N1 spires et un enroulement secondaire de N2 spires. On effectue un essai à vide sous tension nominale. La puissance absorbée, mesurée par la méthode des deux wattmètres donne les résultats suivants : L’un indique Pl = 8,8 W ; l'autre P2 = 2,4 W. a. Quel est le couplage du transformateur. b. Quelle est la puissance active absorbée à vide ? que représente t- elle ? c. Calculer la puissance réactive absorbée. d. Quel est le courant de ligne. e. Quel est le facteur de puissance à vide ? f. Déterminer l’indice horaire. Exercice 4 1. Couplage des enroulements statoriques : Un moteur asynchrone triphasé à cage (220V/380V,50Hz)est alimenté par une ligne triphasé 380V, 50Hz. Quel doit être le couplage des enroulements statoriques 2. Fréquence de rotation du rotor d’un MAS à vide a. La fréquence de rotation d’un MAS à vide dépend-t-elle de la valeur efficace de la tension aux bornes de chaque enroulement ? b. Qu’est ce qui impose la valeur de la fréquence de rotation du rotor d’un MAS à vide ? c. Que faut-il- faire pour inverser le sens de rotation du rotor ? Exercice 5 : 1. Combien y a-t-il de paires de pôles dans un stator « bipolaire » ? « tétrapolaire » ? « hexapolaire » ? 2. Données : plaque signalétique MAS tétrapolaire : 230V/400V ; 5.2A/3.0A ; Cosφ 0.820 inductif ; 1380 tr/min réseau 3~ 400V – 50Hz. a. Quelle est la valeur du de vitesse de rotation du champ tournant en tr/s et en tr/min ? b. Le rotor est calé (bloqué). Quelle est la valeur de la fréquence de rotation du rotor ? Quelle est la valeur du glissement ? c. Le MAS est à vide. Quelle est la valeur de la fréquence de rotation du rotor ? Quelle est la valeur du glissement ? 3. Le MAS est en charge nominale. Faculté des sciences Ain Chock : A.Taouni 2 Examen : Actionneurs électriques Master--EEAI a. Quelle est la valeur de la fréquence de rotation du rotor ? Quelle est la valeur du glissement ? b. Donnez la valeur de l’intensité efficace de ligne nominale appelée par le MAS pour un couplage étoile. Exercice 6 : On étudie une machine dont le schéma équivalent monophasé est représenté ci-contre. Indications relevées sur la plaque signalétique : 400 V ; 45 A ; 24 kW ; 1450 tr/min Un essai à vide à la vitesse de synchronisme a permis de mesurer la puissance P = 1300 W, la valeur efficace des tensions composées U = 400 V et l’intensité efficace des courants en ligne I = 15 A. Un essai en court-circuit rotor bloqué a permis de mesurer la puissance P = 1450 W, la valeur efficace des tensions composées U = 63 V et l’intensité efficace des courants en ligne I = 45 A. 1. Lors d’un essai à vide à la vitesse de synchronisme (rotor courtcircuité), a. Quel est la valeur du glissement. b. Donner le schéma équivalent lors de l’essai à vide. c. Calculer la valeur de la puissance apparente (en kVA). d. Calculer la valeur La résistance équivalente Rf. e. 2. Calculer la valeur de l’inductance magnétisante Lm (en mH). Lors de l’essai en court-circuit rotor bloqué, 1. Quel est la valeur du glissement. 2. Calculer puissance réactive (en kvar). 3. Donner le schéma équivalent lors de cet essai. 4. Calculer la puissance pour l'ensemble des résistances R. 5. Calculer l’intensité du courant dans la résistance R. 6. Calculer la valeur de la résistance R. 7. Déterminer la puissance réactive pour l’inductance Lm. 8. Calculer la valeur de l’inductance équivalente L. Exercice 7 : 1. Donner le schéma électrique équivalent d'un moteur à courant continu à excitation série : 2. On donne les caractéristiques suivantes du moteur : tension d'alimentation nominale U = 48 V; · intensité nominale I = 4 A; vitesse de rotation nominale n = 2000 tr/mn; · résistance de l'inducteur Rd = 1,4 Ω; · résistance de l'induit R = 1,6 Ω. Faculté des sciences Ain Chock : A.Taouni 3 Examen : Actionneurs électriques Master--EEAI On suppose que l'ensemble des pertes mécaniques et des pertes fer du moteur valent 32 W au point nominal. Calculer au point nominal du moteur: a. sa f.c.é.m. ; b. la puissance totale qu'il absorbe; c. l'ensemble de ses pertes par effet Joule; d. l'ensemble de ses pertes globales; e. sa puissance électromagnétique; f. sa puissance utile; g. son couple électromagnétique; h. son couple utile; i. son rendement. Faculté des sciences Ain Chock : A.Taouni 4
