TPN°02: Moteur Asynchrone Triphasé Introduction : Le moteur asynchrone est constitué par deux enroulement l’un primaire (stator) l’autre secondaire (rotor) la connaissance du rapport de transformation sous permet de connaître la liaison entre les grandeurs statorique et rétorque en effectuant deux autres essai la détermination au paramètres du schéma équivalant du moteur asynchrone à bague sera établie. 1. But de TP : 1.1- Relevé des caractéristiques de fonctionnement d’un moteur asynchrone : Caractéristique à vide. Caractéristiques en charges. Caractéristique en court-circuit. Détermination les paramètres du moteur asynchrone. 1 TPN°02: Moteur Asynchrone Triphasé Partie théorique Fonctionnement à vide : A vide le moteur n’entraîne pas de charge. Conséquence : le glissement est nul est le moteur tourne à la vitesse de synchronisme. A vide g ≈ 0 donc ns = n. Fonctionnement en charge : Le moteur fournit maintenant de la puissance active, le stator appelle un courant actif. - Essai à vide: g = 0 nulle : Les paramètres sont ramenés au stator (primaire). On applique la tension nominale au moteur, et on laisse tourne a vide, la puissance consommée est alors très faible celle correspond seulement aux pertes fer dans le carcasse et aux perte rotation elles et le glissement est pratiquement nul. Sur le circuit précédent ce ci signifier que la partie situe à la droite de la branche shunt (dans secondaire) peut être considère comme un circuit ouvert (I 2 très faible I1=I0). On mesure la puissance active absorbée, le courant et la tension par phase : P0, I0, V0 . On déduite le facteur de puissance correspondant à ces conditions : COS P0 V0 I 0 D’où les valeurs de RF et Xm 2 TPN°02: Moteur Asynchrone Triphasé v02 P0 RF P0 ( I 0Cos 0 ) 2 Xm= V0 I 0 Sin 0 4.2. Essai à rotor bloqué g = 1 : Les paramètres sont ramenés au stator (primaire). On bloque le rotor et on alimente le moteur sous tension très réduite (15à 20% de la tension nominal) la machine fonctionne alors comme un transformateur qui aurait beaucoup de fuites de flux c’est maintenant la branche shunt du circuit précédent qui est négligeable, puisque le courant de magnétisation et les perte fer sont très réduites I0 faible Par ailleurs, le rotor étant bloque g =1 et la résistance variable de la Droite est nulle. On mesure la puissance active absorbe, le courant et la tension par phase : P1cc, V1cc, I1cc. On déduit le facteur de puissance correspondant à ces conditions : cos1cc P1cc V1cc I1cc D’où les valeurs des paramètres : V Sin 1cc X a XS a X r 1cc I1cc 2 et P 2 R a R S a R r 1cc 2 I1cc On peut ensuite calculer les valeurs individuelles de Rr, RS, Xr , Xs si on connaît le rapport de transformation << d’équivalence >> a m de la machine en mesurant directement RS et Xs qui accessible. 3 TPN°02: Moteur Asynchrone Triphasé Partie pratique 2-Etude de la plaque signalétique de la machine Tension: 220V, 50/60 Hz : fréquence, Vitesse de rotation : 1420 tr/min Pu = 0,3 kW : Puissance utile Calcule la vitesse de synchronisme On a la vitesse nominale est égale 1420tr/min on déduire la vitesse de synchronisme est égale 1500tr/min Le nombre de pôles P=n/f p= 1500/50 p=2 g=( ns-n)/ ns g=( 1500-1420)/ 1500 g=5% le moment du couple utile le fonctionnement nominale Tu=Pu/Ω Tu=300/(1420 (2π/60))=2.01 N.m le couplage du moteur Couplage étoile 3-Essais 3-1-Essais à vide : V10(v) 80 I10(A) 0.25 P10(w) 56.3 n0(tr/min) 1396.8 Q10 Cos10 g0 36.68 0.83 0.068 MESURES 90 100 0.27 0.27 56 55.9 1423.2 1440 CALCULS 46.67 58.61 0.76 0.69 0.0512 0.04 1.on calcul RF : v2 P0 RF 0 P0 (I0Cos0)2 110 0.28 56.9 1452.6 120 0.29 57.7 1459.8 127 0.30 58.6 1465.2 72.8 0.61 0.0316 87 0.55 0.033 98.13 0.51 0.023 RF =(127)^2/58.6=275.23 Ω . 4 TPN°02: Moteur Asynchrone Triphasé 2. on calcul Xm : cosφ= U10 / RF* I10 φ =48.70° Et donc : sin φ =0.75. cosφ =127/(275.23*0.7) = 0.66 V0 Xm= I 0 Sin 0 =127/(0.30*0.75) =225.1 Ω . 0,31 Le caractéristique I10=f(U10) 0,29 I10 On note que la tension est directement proportionnelle au courant 0,3 0,28 0,27 0,26 0,25 0,24 0 50 100 150 100 150 V10 Le caractéristique cosφ10=f(U10) 0,9 0,8 0,7 0,6 COSφ10 D'après l'énoncé, nous remarquons que la tension est inversement proportionnelle au facteur de puissance 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 50 U10 Le caractéristique g10=f(U10) 0,08 0,07 0,06 0,05 g10 D'après l'énoncé, nous remarquons que la tension est inversement proportionnelle au glissement. 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0 5 50 U10 100 150 TPN°02: Moteur Asynchrone Triphasé 3-2-Essais en charge MESURES V1 (v) 127 127 127 127 127 127 127 I1 (A) 0.3 0.38 0.48 0.60 0.79 0.92 0.99 P1 (w) 60 109.2 158.2 207.2 278 325 148 n (tr/min) 1467.4 1423.8 1377.5 1323.5 1230.3 1155.1 1111.8 CALCULS Q1 92.28 95.06 91.74 96.57 115.37 131.29 145.49 Cos1 0.52 0.75 0.86 0.90 0.92 0.92 0.92 g 0.02 0.05 0.08 0.11 0.17 0.23 0.25 Pu (w) 4.525 45.99 84.432 117.7 154.7 168.5 175.2 Cu (w) 0.02 6.30 0.5 0.849 1.201 1.39 1.5 ƞ (%) 7.54 42.1 53.3 56.8 55.6 51.8 50.3 Le caractéristique g=f(Pu) 0,3 0,25 g 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 20 40 60 80 Le caractéristique cosφ1=f(Pu) 100 120 140 160 180 200 PU(W) 1 0,9 0,8 COS Phi 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 20 40 60 80 100 PU(W) 6 120 140 160 180 200 TPN°02: Moteur Asynchrone Triphasé Le caractéristique ŋ=f(Pu) 60 50 N% 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 PU(W) 3-3-Essais en court-circuit : On bloque l’arbre du moteur par le dispositif de blocage ; et on court-circuite les bornes de l’enroulement rotorique. On alimente le moteur sous tension très réduite (la tension nominale, tension qui corresponde à un courant absorber égale au courant nominale) Après la réalisation du montage et è l’aide des appareilles de mesure en trouve les valeurs de (P1cc, I1cc, V1cc) suivantes : Vcc (v) Icc(A) Pcc(w) 50 0.74 99.6 70 1.02 185.3 80 1.13 234.4 1.on calcul Re : Re =P1cc / I1cc^2 = 234.4/ 1.27 = 184 Ω 2. on calcul Xe : cos 1cc P1cc cos φ1cc =234.4 /(80*1.13) = 0.97 V1cc I 1cc Xe = ( U1cc*sin φ1cc) / I1cc Xe = (80*0.237) / 1.13 = 16.77 Ω 7 φ1cc=13.72° TPN°02: Moteur Asynchrone Triphasé La machine asynchrone a ceci de commun avec un transformateur que le transfert de l'énergie de l'enroulement statorique (primaire)à l'enroulement rotorique (secondaire) est réalisé seulement par induction mutuelle. pour cette raison la machine asynchrone est parfois appelée machine à induction. 8
