Devoir de Synthèse - Machines Électriques L2GE EI1 et L2EAD

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Département de Génie Electrique
DEVOIR DE SYNTHESE
EC-UE(X):Machines électriques
Classes :L2GE EI1 et L2EAD
Enseignant : KANNOU M.
Documents autorisés : Oui Non
Calculatrice autorisée : Oui Non
Date :
13 Juin2022
Durée :1h30mn
Nbre de pages :2
Exercice I – 10points - :
Un ventilateur est actionné par un moteur asynchrone triphasé à rotor en
court-circuit, tétrapolaire et alimenté par un système de tensions triphasées
230/400 V, 50 Hz.
On désigne par :
Cu : le moment du couple utile du moteur.
Cr : le moment du couple résistant du ventilateur.
n : la vitesse du groupe ventilateur-moteur.
La caractéristique mécanique Cu=f(n) est une portion d´une droite passant par les
deux points suivants de coordonnées :
(1425 tr/mn ; 20 Nm) et (1500 tr/mn ; 0 Nm)
De plus, la caractéristique Cr=f(n) du ventilateur passe par les points suivants :
n (tr/mn)
1400
1425
1450
1475
1500
Cr ( Nm)
14.8
15.1
15.8
16.7
17.9
1-Déterminer graphiquement les coordonnées du point de fonctionnement de
l´ensemble Moteur-Ventilateur. Echelle proposée : 1cm→10tr/mn et 1cm→1Nm.
2-Déduire des résultats précédents la puissance utile du moteur et son
glissement.
3-En admettant que le point de fonctionnement déterminé en 1, le facteur de
puissance de l´installation est de 0.8 et la valeur efficace de l´intensité du courant
en ligne est de 5.8A. Calculer alors la puissance absorbée du moteur. En déduire
le rendement.
4-Si au démarrage, le couple résistant est légèrement supérieur au couple utile.
Proposer une solution permettant la rotation du groupe.

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Exercice II – 10 points -:
Soit un groupe électrogène, laboratoire GER26, composé par :
-Moteur à courant continu 1.5 KW, 1500tr/mn, excitation Shunt:
Induit : 220V, 7.9A
Inducteur : 220V, 0.34A
-Génératrice synchrone triphasée 230/400V, 50Hz, 1500tr/mn
Stator couplé en étoile, 1KW, 400V, 1.6A
Rotor en excitation séparée, 150V, 1.5A.
Les résultats de trois essais expérimentaux sont :
Essai à vide à 1500tr/mn.
Ec(V)
18
230
400
503
546
572
590
J(A)
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
avec Ec : f.e.m. entre phases et J : le courant d´excitation.
Essai en court-circuit à 1500tr/mn.
Icc(A)
0.5
1.5
Jcc(A)
0.25
0.75
Essai en courant continu, méthode voltampère-métrique.
U(V)
11.3
16.6
22.3
I(A)
0.6
0.9
0.5
avec U : la tension entre phases stator et I : courant de ligne.
Partie I :
1˚) Proposer pour chaque essai un schéma de câblage.
2˚) Donner le schéma équivalent, par phase, de la génératrice synchrone en
indiquant d´une part les grandeurs électriques Es, I et V et d´autre part les
éléments Rs et Xs qui caractérises Zs. En déduire l´équation du modèle par
phase en écriture complexe.
3˚) Déterminer alors les éléments Rs et Xs dans l´approche BehnEschenburg
Partie II :
Quelque soit le résultat trouvé dans I-3, on donne Rs=9Ω et Xs=260Ω.
L´alternateur, entrainé à 1500tr/mn, débitant un courant de 0.9A dans une
charge à effet capacitif dont le facteur de puissance est de 0.866 pour un
courant d´excitation de 0.5A.
1˚) Calculer la tension par phase V par la méthode algébrique.
2˚) Faire la construction vectorielle à l´échelle (20V →1cm) pour retrouver V.
3˚) Discuter la validité de la méthode algébrique.