Étude du moteur asynchrone triphasé

TP N° 06 : Le Moteur asynchrone
triphasé
DÉROULEMENT DE LA SÉANCE
TITRE
ACTIVITÉS PROF
ACTIVITÉS ÉLÈVES
MOYEN
DURÉE
-
Fin du T.P. { 4 heures}
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Tableau de comité de lecture
Date de lecture
23 novembre 2003
29 novembre 2003
Lecteurs
CROCHET David
CROCHET David
Observation
Première écriture et réaménagements mineurs
Ajout du dossier professeur
Remarques rédacteur
Date modifications
23 novembre 2003
29 novembre 2003
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 Un dossier ressource (page - à -)
(Adresse valable jusqu'au 30/06/2004)
 Un transparent (page - )
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TP N° 06
Le moteur asynchrone triphasé
Niveau : Tale BEP ELEC
Lieu : Salle de mesure
Durée : 4 heures
Organisation : groupe ½ classe, travail par binôme
LIAISON AU RÉFÉRENTIEL

PRÉ-REQUIS
Les élèves doivent être capables :
OBJECTIFS
Les élèves devront être capables de :
NIVEAU D'APPRENTISSAGE
-
Apprendre à (savoir intégré)
Apprendre à (savoir actif)
MÉTHODE
-
Active
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EXPÉRIMENTATIONS SCIENTIFIQUES
B.E.P. ELEC
MESURES ET ESSAIS
DOSSIER PÉDAGOGIQUE
TP N° 06
Le moteur
asynchrone triphasé
Objectif :
- Étudier le fonctionnement d'un moteur asynchrone triphasé
- Effectuer des mesures électriques de tension courant et puissance
- Effectuer des mesures mécaniques de vitesse et de couple
- Calcule de rendement et de glissement à partir de mesures
Matériel :
- 1 Moteur asynchrone triphasé
- 1 voltmètre
- 1 ampèremètre
- 1 wattmètre
- 1 centrale de mesures mécaniques
Documents :
- Formulaire
- Cours de techno-schéma
- Cours de mesures et essais
Secteur : Salle de mesure et d'essais
Durée : 4 heures
Nom, Prénom :
Classe, Groupe :
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Étude du moteur asynchrone triphasé
1. Partie Théorique : Transformateur monophasé
Un transformateur monophasé supposé parfait. Sa plaque signalétique indique :
- 300 VA, Primaire : 240 V, Secondaire : 12V.
Une charge inductive ayant la plaque signalétique suivante :
- Un = 12 V, In = 20 A, cos  = 0,8
1.1. Calculer le rapport de transformation du transformateur
1.2. Calculer son courant nominal au secondaire
1.3. Calculer la puissance active consommée par la charge si on la branche au
secondaire du transformateur
1.4. Calculer l'intensité au primaire du transformateur
1.5. Calculer l'énergie consommée par l'ensemble pendant 24 H en kWh
1.6. Calculer le coût journalier de fonctionnement en arrondissant le tarif EDF à
0,0787 € H.T. le kWh et en supposant que l'énergie journalière consommée
égale à 4,61 kWh.
2. Partie théorique : La résistance variable montée en potentiomètre
On donne :
I
On considère que la résistivité du
potentiomètre est uniforme sur toute
la longueur et que le curseur partage
la résistance totale Rt en deux
résistances égales R1 et R2.
R1
U1
U=24 V DC
R2
U2
R3
S
2.1. Calculer U1 et U2 lorsque l'interrupteur S est ouvert
2.2. Calculer Rt et R2 lorsque le courant absorbé par le potentiomètre est I = 1 A et
que l'interrupteur S est ouvert
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2.3. Calculer la valeur de la résistance R3 lorsque S est fermée et que I prend la
valeur de 1,2 A.
3. Partie pratique : Étude de  = f (Pu)
=
Pu
Pa
Pu = puissance utile [W]
Pa = puissance absorbée [W]
3.1. A partir des informations de la plaque signalétique du moteur asynchrone
triphasé, et sachant que le réseau est un 3 x 230/400 V 50 Hz, indiquer et
expliquer le couplage du moteur
3.2. Préparer un tableau de mesure afin d'indiquer (il y aura 5 points de mesures) :
- Pu : la puissance utile du moteur
- Pa : la puissance absorbée par le moteur
- n : la vitesse de rotation du moteur
- I : le courant absorbé par le moteur
3.3. Préparer un schéma de montage afin d'effectuer les mesures précédentes
3.4. Réaliser le montage
3.5. Effectuer les mesures en remplissant le tableau au point de mesure suivante :
Pun Pun 3Pun
5P
,
,
, Pun , un
4 2
4
4
3.6. Tracer sur le papier millimétré la courbe demandée
3.7. Préciser la puissance utile pour le rendement maximal.
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EP3 – MESURES ET ESSAIS
B.E.P. ELEC
MESURES ET ESSAIS
DOSSIER PROFESSEUR
TP N° 06
Le moteur
asynchrone triphasé
Objectif :
- Étudier le fonctionnement d'un moteur asynchrone triphasé
- Effectuer des mesures électriques de tension courant et puissance
- Effectuer des mesures mécaniques de vitesse et de couple
- Calcule de rendement et de glissement à partir de mesures
Matériel :
- 1 Moteur asynchrone triphasé
- 1 voltmètre
- 1 ampèremètre
- 1 wattmètre
- 1 centrale de mesures mécaniques
Documents :
- Formulaire
- Cours de techno-schéma
- Cours de mesures et essais
Secteur : Salle de mesure et d'essais
Durée : 4 heures
Nom, Prénom :
Classe, Groupe :
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Étude du moteur asynchrone triphasé
1. Partie Théorique : Transformateur monophasé
Un transformateur monophasé supposé parfait. Sa plaque signalétique indique :
- 300 VA, Primaire : 240 V, Secondaire : 12V.
Une charge inductive ayant la plaque signalétique suivante :
- Un = 12 V, In = 20 A, cos  = 0,8
1.1. Calculer le rapport de transformation du transformateur
m=
U2
12
=
= 0,05
240
U1
m = 0,05
1.2. Calculer son courant nominal au secondaire
S = U2.I2  I2 =
S 300
=
= 25
U 2 12
I2 = 25 A
1.3. Calculer la puissance active consommée par la charge si on la branche au
secondaire du transformateur
P = U.I.cos  = 12  20  0,8 = 192
P = 192 W
1.4. Calculer l'intensité au primaire du transformateur
m=
I1
 I1 = m.I2 = 0,05  25 = 1,25
I2
I1 = 1,25 A
1.5. Calculer l'énergie consommée par l'ensemble pendant 24 H en kWh
W=P.t = 192  24 = 4,61.103
W = 4,61 kWh
1.6. Calculer le coût journalier de fonctionnement en arrondissant le tarif EDF à
0,0787 € H.T. le kWh et en supposant que l'énergie journalière consommée
égale à 4,61 kWh.
coût = énergie  prix = 4,61  0,0787 = 0,363
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Le coût journalier est de 0,363 €
2. Partie théorique : La résistance variable montée en potentiomètre
On donne :
I
On considère que la résistivité du
potentiomètre est uniforme sur toute
la longueur et que le curseur partage
la résistance totale Rt en deux
résistances égales R1 et R2.
R1
U1
U=24 V DC
R2
U2
R3
S
2.1. Calculer U1 et U2 lorsque l'interrupteur S est ouvert
Rt est décomposé en 2 résistances égales R1 et R2, donc Rt = R1 + R2, cela veut aussi
dire que R1 = R2. On peut aussi écrire que U1 = R1.I et U2 = R2.I = R1.I puisque
R1=R2. Donc U1 = U2.
U = U1 + U2 = U1 + U1 = 2 U1  U1 = U2=
U 24
=
= 12 V
2
2
U1 = U2 = 12 V
2.2. Calculer Rt et R2 lorsque le courant absorbé par le potentiomètre est I = 1 A et
que l'interrupteur S est ouvert
U = Rt.I  Rt =
U 24
= = 24
I
1
Rt = 24 
Rt = R1 + R2 et R1 = R2 donc Rt = R1 + R1 = 2 R1
R1 =
R t 24
= = 12
2
2
R1 = R2 = 12 
2.3. Calculer la valeur de la résistance R3 lorsque S est fermé et que I prend la
valeur de 1,2 A.
La résistance équivalente Req à R1, R2 et R3 lorsque l'interrupteur S est fermé est :
R2  R3
12 R 3
= 12 +
R2  R3
12  R 3
U 24
Req = = = 20 
I 1,2
Req = R1 +
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12 +
12 R 3
12 R 3
= 20 
= 20 – 12 = 8
12  R 3
12  R 3
12 R 3
= 8  12 R3 = 8 (12 + R3) = 96 + 8 R3
12  R 3
12 R3 = 96 + 8 R3  12 R3 – 8 R3 = 96 = 4 R3 = 96  R3 =
R3 = 24 
96
= 24
4
3. Partie pratique : Étude de g = f (Pu) et  = f (Pu)
ns  n
ns
P
= u
Pa
g=
ns = vitesse de synchronisme [tr.min-1]
n = vitesse de rotation [tr.min-1]
Pu = puissance utile [W]
Pa = puissance absorbée [W]
3.1. A partir des informations de la plaque signalétique du moteur asynchrone
triphasé, et sachant que le réseau est un 3 x 230/400 V 50 Hz, indiquer et
expliquer le couplage du moteur
3.2. Préparer un tableau de mesure afin d'indiquer (il y aura 5 points de mesures):
- Pu : la puissance utile du moteur
- Pa : la puissance absorbée par le moteur
- n : la vitesse de rotation du moteur
- I : le courant absorbé par le moteur
3.3. Préparer un schéma de montage afin d'effectuer les mesures précédentes
3.4. Réaliser le montage
3.5. Effectuer les mesures en remplissant le tableau au point de mesure suivante :
Pun Pun 3Pun
5P
,
,
, Pun , un
4 2
4
4
3.6. Tracer sur le papier millimétré les deux courbes demandées
3.7. Relever le glissement pour
Pun
et Pun.
2
3.8. Préciser la puissance utile pour le rendement maximal.
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