baccalaureat technologique

BACCALAUREAT TECHNOLOGIQUE
Extrait de la SESSION 2000
----------------------------------------------------------------------Exercice 1 : Électricité (17points)
Les deux parties A et B de cet exercice étudient respectivement un moteur asynchrone triphasé
couplé sur ce réseau et un onduleur pouvant alimenter le moteur asynchrone. Ces deux parties sont
indépendantes.
Le moteur asynchrone est alimenté par un réseau triphasé 230V/400V-50Hz (figure 2 du document
réponse). Sur le réseau triphasé représenté à gauche du schéma, les trois phases sont notées A, B et
C. Les trois tensions simples sont vA, vB et vC
A.
Etude du moteur asynchrone
Le moteur asynchrone est branché sur le réseau triphasé précédent 230/400 V ; 50 Hz. On dispose
de trois appareils de mesures: un voltmètre, un ampèremètre et un wattmètre monophasé.
1. Compléter, sur la figure 2, le schéma de branchement du moteur asynchrone sur le réseau
triphasé en plaçant les 3 appareils afin de mesurer la puissance active absorbée pour une phase
et de déterminer le facteur de puissance de la machine.
La figure 1 donne les caractéristiques mécaniques :
du moteur, Tu = f(n)
de la charge mécanique entraînée, Tr = f(n).
2. Déterminer graphiquement les valeurs de la fréquence de rotation et du moment du couple utile
du moteur asynchrone lorsqu'il entraîne sa charge.
3. Justifiez le nombre de paires de pôles.
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4. Calculer le glissement du rotor.
5. Montrer que la puissance mécanique utile fournie par le moteur est égale à 5750 W.
Des essais ont permis d'évaluer les pertes de puissances lorsque la machine entraîne sa charge :
pertes joule au stator Pis = 262 W;
pertes fer au stator PFS = 155 W ;
pertes joule au rotor PJR=225W;
pertes mécaniques Pm = 155 W.
6. Calculer pour ce fonctionnement:
a) la puissance électrique absorbée par le moteur
b) le rendement du moteur.
c) proposer un arbre des puissances décrivant le fonctionnement ci avant
7. En déduire l'intensité du courant de ligne appelé par ce moteur sachant que son facteur de
puissance est égal à 0,75.
8. Calculer la capacité des condensateurs à brancher en triangle pour relever le facteur de puissance
à 0,93.
Ptan   tan  '
On rappelle que C 
U 2
B.
Alimentation du moteur asynchrone par un onduleur
Le moteur asynchrone est alimenté maintenant par un onduleur triphasé autonome.
1. Quelle est la fonction d'un onduleur autonome triphasé?
convertisseur statique continu-continu
convertisseur statique continu / alternatif
convertisseur statique alternatif alternatif
convertisseur statique alternatif continu
2. Présenter un schéma de principe de l'onduleur, ainsi que les chronogrammes de la tension en
entrée d'onduleur, ainsi que la tension en sortie d'onduleur
3. Quelles grandeurs électriques peut-on commander à la sortie d'un onduleur autonome?
valeur moyenne de la tension
valeur efficace de la tension
valeur moyenne de l'intensité
fréquence des tensions de sortie
4. Quel est l'intérêt, pour le moteur, d'être alimenté par un onduleur ?
5. La fréquence des grandeurs électriques à la sortie de l'onduleur est maintenant égale à 25 Hz.
Calculer la nouvelle fréquence de synchronisme du moteur.
6. En déduire la fréquence de rotation sachant que le glissement est égal à 3,67%.
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