étude des systèmes techniques industriels

ETUDE DES SYSTEMES TECHNIQUES INDUSTRIELS
Support d’activité :
STATION DE POMPAGE
Circuits terminaux d’alimentation des moteurs 3~
Tâches professionnel liées à l’habilitation électrique :
Tâche 1 BR : Mettre en service un équipement électrique.
Tâche 2 BR : Exécuter des tâches de mesurage / réglage.
Liaison avec le référentiel : Compétences attendues :
Chap. II.2.3.1 – Fonction Le dossier technique d’une installation étant fourni :
- Justifier le choix de la source d’alimentation et ses conditions
alimenter :
d’exploitation.
Chap. II.2.3.3 – Fonction - Le schéma et le cahier des charges d’un système d’alimentation en
énergie électrique étant fournis :
protéger les matériels :
 Identifier les matériels qui concourent à assurer la protection.
 Définir les priorités d’interruption en cas de défaut.
- En présence d’un circuit terminal en fonctionnement, les conditions
d’exploitation étant définies :
 Valider les conditions de fonctionnement des protections.
Chap. II.2.3.4 – Fonction En présence d’un système d’alimentation en énergie, le cahier des
charges et la norme étant fournis :
protéger les personnes :
- Identifier et justifier un régime de neutre.
- Identifier les matériels qui concourent à assurer les protections.
- Valider la conformité de la protection au moyen de mesurages
pertinents.
Chap. II.2.3.5.1 – Fonction Le cahier des charges de l’application, les caractéristiques de la source
commander la puissance et la nature des protections étant fournis :
par contrôle « Tout Ou - Choisir l’appareil de commande à l’aide des documents constructeur.
- Mettre en œuvre l’appareil de commande.
Rien » :
Contenu de l ‘application :
Prise en main du banc LEROY SOMER. Etude des caractéristiques de couple et de courant en fonction
de la vitesse. Vérification des protections.
Support matériel :
Le banc LEROY SOMER avec logiciel, un oscilloscope à mémoire, un dispositif permettant de relever
l’allure du courant (sonde ou TI), la maquette SLT MERLIN GERIN et une alimentation stabilisé.
Composition du sujet :
 Page de garde.
 Présentation du banc LEROY SOMER.
 Travail demandé.
 Documents réponses :
- Planche de connexion du récepteur R4 de la maquette MERLIN GERIN.
- Réticule pour le relevé oscillographique.
 Annexe :
- Fiche de sécurité.
- Caractéristiques du moteur A1S et notice d’utilisation du logiciel « machines électriques ».
- Courbes de déclenchement des disjoncteurs.
- Tâches 1 et 2 BR.
Travaux pratiques d’E.S.T.I.
Série S.T.I.3
Classe de terminale
Durée 4 H + 3 H
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ETUDE DES SYSTEMES TECHNIQUES INDUSTRIELS
Chap. II.2 – Programme relatif au sous-système de gestion de l’énergie.
Durée : 7 H
STATION DE POMPAGE
Circuits terminaux de commande des moteurs 3 
Tâche 1 BR – Tâche 2 BR
Dans un premier temps, on se propose de vérifier les caractéristiques électromécaniques d’un moteur
asynchrone triphasé lorsque l’on utilise la technique d’insertion de résistance au stator pour limiter les
pointe de courant au démarrage. Les essais seront réalisés sur le banc LEROY SOMER et une platine
pré-câblée. Dans la deuxième partie, le banc sera alimenté par la maquette MERLIN GERIN et
analysera les dispositifs mis en œuvre pour assurer les différentes fonctions des circuits terminaux.
1 - PRESENTATION DE BANC LEROY SOMER :
Le banc est constitué d’un socle support où sont accouplés un moteur asynchrone 3~ (1) de type A1S et
un frein à poudre (2) servant à moduler sa charge.
Deux modules de mesure permettent de relever les caractéristiques « mécaniques » et « électriques »
Le module « mécanique » reçoit les informations d’une génératrice tachymétrique (3) et d’un capteur de
force à jauge de contrainte (4) pour élaborer et afficher les données de vitesse, de couple et de
puissance mécanique.
Le module « électrique » est inséré dans le circuit d’alimentation du moteur pour donner la tension entre
phases, le courant et la puissance électrique.
Lorsque l’on ne se sert pas des modules de mesure, on peut :
- commander le frein avec une alimentation stabilisée par les bornes disponibles sur le carter (6).
- relever l’image de la vitesse avec un voltmètre avec les bornes du carter (6’). La constante de vitesse
est 0,02 V / tr.mn-1 soit de 30 V pour 1500 tr.mn-1.
2 - DISPOSITIF D’ACQUISITION DES DONNEES :
Le banc d’essai est complété par un dispositif d’acquisition de données constitué d’un filtre RC et d’un
convertisseur A/N servant d’interface pour pouvoir visualiser et enregistrer les caractéristiques
électromécaniques du moteur sur un ordinateur.
3 - DEMARRAGE PAR INSERTION DE RESISTANCES AU STATOR :
On donne en annexe la notice d’utilisation du logiciel « machines électriques » et une platine pré-câblée
en démarrage direct.
3.1 - Raccorder la platine au moteur via le rhéostat triphasé en n’oubliant pas le module électrique.
Choisir le couplage moteur, compléter la fiche de sécurité et faire vérifier l’ensemble par le chargé de
travaux.
3.2 - Démarrage direct : Rhéostat = 0%
3.2.1 - Positionner le commutateur de sélection du mode de fonctionnement du module mécanique sur
« commande manuelle en couple » (Tmanu) et régler le courant statorique à la valeur nominale. Utiliser
un transformateur d’intensité pour relever l’allure du courant au démarrage et en régime permanent avec
l’oscilloscope à mémoire.
3.2.2 - Faire apparaître sur le relevé le courant de démarrage Id, le courant nominal In et la durée du
démarrage.
3.2.3 - Calculer le rapport Id/In et commenter.
3.2.4 - Lancer le logiciel MAS et relever les caractéristiques T(n) et I(n).
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3.2.5 - Imprimer uniquement le tableau des résultats numériques du démarrage direct.
3.3 - Démarrage statorique : Rhéostat = 100%
3.3.1 - Relever les nouvelles caractéristiques T(n) et I(n) en superposition avec les précédentes
3.3.2 - Imprimer les caractéristiques (ne pas tracer des segments) ainsi que le tableau des résultats
numériques du démarrage statorique.
3.3.3 - Relever la valeur de la vitesse en régime nominal.
3.4 - Exploitation des relevés :
3.4.1 - Placer le point de fonctionnement en précisant les grandeurs.
3.4.2 - Les valeurs au démarrage.
3.4.3 - Choisir judicieusement le point de suppression des résistances et tracer en rouge la
caractéristique résultante.
3.4.4 - Rappeler les avantages et les inconvénients de ce type de démarrage ainsi que ses domaines
d’application.
4 - PROTECTION DES MOTEURS PAR DISJONCTEUR MAGNETO-THERMIQUE :
Le moteur asynchrone du banc LEROY SOMER est maintenant alimenté par le départ n°4 de la
maquette MERLIN GERIN. Le schéma des liaisons à la terre (SLT) est de type TT.
4.1 - Schéma des liaisons à la terre T.T. :
Les résistances de prise de terre du neutre et des masses sont de 22 - 200W et on exige la sélectivité
différentielle pour le récepteur R4.
4.1.1 - Compléter la planche de câblage de la maquette page 3/4.
On relève les informations suivantes sur la plaque signalétique du moteur du banc LEROY SOMER :
Tension triphasée : 220/380V~ - Puissance : 300W - cos  = 0.66 - rendement = 0.68
Fréquence : 50Hz - Vitesse : 1440 tr/mn - Classe F - Service : S1- IP 54
4.1.2 - Réaliser le câblage et le raccordement du moteur. On rappelle que le réseau de la maquette
MERLIN GERIN est un 3x230V~. Seul le module électrique du banc est conservé. Le frein sera alimenté
par une alimentation stabilisée et la vitesse sera contrôlée par un voltmètre.
4.1.3 - Faire vérifier par le professeur.
4.1.4 - Démarrer le moteur et régler le courant à la valeur nominale In avec le frein à poudre. Relever la
puissance sur le module électrique et la vitesse avec le voltmètre. Faire valider par le professeur.
4.1.5 - Refaire l’essai pour 1,3 In à chaud et laisser tourner le moteur pendant 4 mn.
4.1.6 - Justifier la réaction de l’appareillage en vous aidant des documents constructeur. (courbes de
déclenchement)
NOMS :
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NOMS :
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