Travaux pratiques de physique, STS GENIE

TRAVAUX PRATIQUES DE PHYSIQUE, STS GENIE ELECTROTECHNIQUE 2° ANNEE
SERIE 1
TP4
MESURES DE PUISSANCES,
ASSOCIATION DE RECEPTEURS,
COMPENSATION DU FACTEUR DE PUISSANCE.
Objectif : Choisir les appareils permettant de mesurer des puissances pour différents types de tension et de
courant rencontrés en électrotechnique.
-1- PREPARATION.
-11- Schémas de principe et de simulation.
Le modèle de la machine asynchrone proposé par PSIM ne tient pas compte des pertes fer ni des pertes mécaniques. On
complète le modèle proposé en ajoutant une charge mécanique Tp qui matérialise les pertes mécaniques du groupe.
-12- Récepteurs sinusoïdaux.
-121- En monophasé et en triphasé, rappeler les définitions des puissances (active, réactive, apparente) et rappeler
des méthodes de mesure de ces puissances (faire des schémas de montage).
-122- Sur un schéma type « schéma bloc » faire apparaître les différentes puissances et les pertes mises en jeu :
machine asynchrone mas et machine à courant continu mcc.
Série 1
TP 4
Mesures de puissances, association de récepteurs, compensation du facteur de puissance
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-13- Récepteurs non sinusoïdaux.
En admettant qu’une seule grandeur électrique est déformée (le courant), rappeler la définition du facteur de
déplacement puis donner les expressions des différentes puissances.
-14- Récepteurs du TP.
-141- Préciser la nature sinusoïdale ou déformée des grandeurs électriques tension/intensité alimentant les trois
charges : MAS, MCC et Pont.
-142- Définir clairement votre méthode expérimentale pour mesurer les différentes puissances électriques
demandées au paragraphe-151-.
Données pour la préparation des appareils : Moteur asynchrone, MCC.
-15- Simulation.
-151- Remplir les tableaux ci-dessous (le logiciel étant limité, il faudra déplacer des appareils entre deux
simulations):
Attention nous travaillons en triphasé et les mesures nécessaires aux calculs des puissances sont V
(tension simple) et I. " Calcul " signifie fait avec la calculette, les autres cases sont calculées depuis PSIM.
MAS
V1eff
I1eff
Pmas
Qmas
Tu
Pmas 2  Qmas 2
(calcul)
3.V1eff.I1eff
(calcul)
Pu (calcul)
n
MCC
imcc
Pmcc
vmcc
vmcc .imcc (calcul)
PONT
Vreff
Ireff
Pr
Qr
Pr 2  Qr 2 (calcul)
Vreff.Ireff
(calcul)
-152- Relever la valeur efficace du fondamental et la phase de ir. Montrer que la puissance du réseau Pr est
transportée par le fondamental.
Montage permettant de relever le fondamental d’un courant
électrique :
- placer une sonde intensité dans le circuit,
- et un filtre passe bande.
La fréquence centrale est ‘’calée’’ sur 50Hz et la bande passante est de 20Hz.
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Mesures de puissances, association de récepteurs, compensation du facteur de puissance
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-153- Des simulations :
- Déduire le sens de transfert de l’énergie.
- Pour les puissances apparentes indiquer les calculs exacts et justifier votre choix.
- Déduire les pertes de puissance de la machine asynchrone.
- Préciser la nature périodique ou sinusoïdale de chaque grandeur électrique.
- Du 3° tableau préciser comment procéder pour mesurer la puissance en sortie du pont, à quelle condition
peut-on effectuer le produit des valeurs moyennes de la tension et du courant ?
-2- PARTIE EXPERIMENTALE, MESURES.
-21- Récepteurs.
Récepteur : moteur à courant continu associé à un pont redresseur.
Charge : machine asynchrone couplée sur le réseau (n>ns).
Procédure : la machine asynchrone sera démarrée en moteur puis la machine à courant continu l’entraînera au
delà du synchronisme, on aura alors un fonctionnement en génératrice asynchrone.
Il est fortement recommandé de surveiller en permanence les valeurs des courants afin de ne pas dépasser les
valeurs nominales.
-211- Réaliser le montage en vérifiant qu’on a toujours n>ns. Pour trois points de fonctionnement, relever les
différentes grandeurs électriques et remplir le même tableau qu’en -151-.
-212- On relèvera le facteur de déplacement (à l’aide d’un oscilloscope ou d'une pince Fluke) et le facteur de
puissance coté MAS et côté alimentation du pont.
-3- INTERPRETATIONS.
Comparer pour chaque série de mesures S et
P 2  Q 2 , facteur de puissance et facteur de déplacement.
-4- CONCLUSIONS.
Faire un bilan des puissances rencontrées dans ce TP en indiquant les méthodes appropriées pour les mesurer.
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Mesures de puissances, association de récepteurs, compensation du facteur de puissance
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