problemes d`electrotechnique a l`usage des ingegnieurs

PROBLEMES
D’ELECTROTECHNIQUE A
L’USAGE DES INGEGNIEURS
TOME 2
MACHINES ELECTRIQUES
A.FOUILLE
TABLE DES MATIERES
CHAPITRE 1.
Inductances. Transformateurs statiques
1
Equations du transformateur. Méthodes de résolution des problèmes sur les transformateurs.
Puissance réactive nécessaire pour aimanter un volume de fer.
Formules pratiques du transformateur. Chute de tension. Rendement. Courant primaire.
Problèmes résolus sur le chapitre 1
1.1
1.2.
1.2
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
3
Inductance. Graphe vectoriel. Puissance consommée
Inductance à noyau droit.
Influence de l'entrefer de la tension, de la fréquence
Dia​gramme général et diagramme de Kapp
Diagramme de Kapp triphasé. Alimentation par la basse tension
Circuit intermédiaire entre deux transformateurs
Application des formules pratiques sur les transformateurs
Autotransformateur. Chute de tension. Rendement
Montage Scott. Charge diphasée déséquilibrée
Equilibrage triphasé par un montage Scott
Transformateur Leblanc
Erreurs dues aux transformateurs de mesures
Transformateur d'intensité. Surtension à l'ouverture du circuit secondaire
Transformateurs en parallèle. Répartition des charges
Courant de circulation à vide
Transformateurs monophasés en V alimentant un réseau triphasé
Exercices à résoudre sur le chapitre 1
39
1.E.1.
Inductance à noyau de fer. Courant à vide
1.E.2.
Inductance à noyau de fer. Facteur de puissance
1.E.3.
Transformateur parfait à vide et en charge
1.EA, LE. 5, 1.E.6, 1.E.7 Pertes et rendement d'un transformateur
1.E.8, 1.E.9.
Diagramme général ou méthode Boucherot
1.E. 10, 1.E.11, 1.E.12. Chute de tension d'un transformateur
1.E.B.
1.E. 14, 1.E.15.
1.E. 16.
1.E. 17.
1.E.18.
1.E.19.
1.E.20, 1.E.21, 1.E.22.
Transformateurs de mesures
Autotransformateur
Montage Scott
Transformateur Leblanc.
Compatibilité dés couplages en parallèle
Transformateurs en parallèle. Courant de circulation à vide
Transformateurs en parallèle. Répartition des charges
Problèmes à résoudre sur le chapitre 1
46
Problèmes à résoudre sur le chapitre 1
1.P.1.
1.P.2.
1.P.3.
1.PA.
1.P.5, 1.P.6.
1.P.7, 1.P.8, 1.P.9, 1.P.10.
1.P.11, 1.P.12.
1.P.13, 1.P.14.
1.P.15.
1.P.16.
1.P.17, 1.P.18,1.P.19, 1.P.20.
CHAPITRE 2.
46
Inductance à noyau de fer
Constante de temps d'un enroulement
Transformateur triphasé déséquilibre à vide
Erreur due à l'induc​t ance du fil fin d'un wattmètre
Diagramme général ou méthode Boucherot
Chute de tension. Rendement
Autotransformateur
Montage Scott
Transformateurs de mesures
Transformateur sulvolteur.
Marche des transformateurs en parallèle
Machines Synchrones
55
Fréquence de la F.E.M. d'un alternateur. F.E.M. d'un alternateur (par phase)
Expression du facteur d'enroulement. Chute de tension relative d'un alternateur
Diagramme de Behn-Eschenburg. Diagramme de Potier. Diagramme de Blondel
Pertes et rendement d'un alternateur. Diagramme simplifie du moteur synchrone
Problèmes résolus sur le chapitre 2
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
59
F.E.M. théorique et réelle d'un alternateur
Chute de tension. Diagramme de Behn-Eschenburg
Diagramme de Behn-Eschenburg perfectionne
Chute de tension. Diagramme de Poti
Mesure du rendement approche.
Alimentation d'un réseau triphasé déséquilibré
Couplage des alternateurs en parallèle
Calcul de la période propre d'oscillation d'un alternateur couple
Application du diagramme bipolaire simplifie
Relèvement du facteur de puissance par un moteur synchrone
Exercices à résoudre sur le chapitre 2
2.E.1. 2.E.2. F.E.M.
2.E.3.
2.EA. 2.E.5, 2.E.6.
2.E.7. 2.E.8, 2.E.9.
2.E.10.
2.E.11.
2.E.12.
2.E.l3.
2.E.14.2.E.15.
2.E.16.
2.E.17.
2.E.18, 2.E.19, 2.E.20.
2.E.21.
82
à vide d'un alternateur
Puissance et couple résistant d'un alternateur
Alternateur en charge
Chute de tension. Diagramme de Behn-Eschenburg
Diagramme de Potier. Courant d'excitation
Courant de court-circuit
Pertes et rendement d'une machine synchrone
Couplage en parallèle des alternateurs
Moteur synchrone. Diagramme simplifie
Moteur syn​c hrone. Courant actif et réactif
Moteur synchrone. Excitation optimale
Relèvement du facteur de puissance par un moteur synchrone
Remplacement d'un moteur asynchrone par un moteur synchrone
Problèmes à résoudre sur le chapitre 2
2.P.1.2.P.2.
2.P.3.
2.PA.
2.P.5.
2.P.6.
2.P.7.
Alternateur en charge.
Diagramme de Potier
Couplage des alternateurs en parallèle
Interconnexion de deux centrales. Minimum de pertes. Joule
Réglage de la puissance échangée par l'action sur l'excitation d'un alternateur
Pertes et rendement
2.P.8.
2.P .9.
Influence de pel1urbations mécaniques sur la marche d'un alternateur
Moteur synchrone en charge
90
2.P.10.
Trace de la courbe en V à partir des essais de Potier
2.P.11, 2.P.12. Relèvement du facteur de puissance par un moteur synchrone
2.P.13.
Condensateur synchrone
2.P.14.
Réglage de la tension d'alimentation d'un moteur synchrone par l'action sur son excitation
CHAPITRE 3.
Machines asynchrones
98
Glissement. Couple transmis et pertes de puissance. Pertes-Joule dans le rotor. Formule pratique applicable à une machine
asynchrone. Expression de la résistance unité R.. Propositions importantes relatives au couple. Résistance totale du rhéostat de
démarrage. Expression du rapport IX (nombre de plots fixes). Expression du nombre de plots (IX fixe). Temps de démarrage
d'un moteur. Influence du rapport de transmission. Diagramme du cercle. Variables d'exploitation données par le diagramme.
Couple maximal. Calcul d'un rhéostat de démarrage (rotor). Rendement glissement. Puissance nominale ou efficace.
Problèmes résolus sur le chapitre 3
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
Moteur asynchrone. Diagramme du cercle
Calcul d'un rhéostat de démarrage à plots
Moteur asynchrone. Réglage de la vitesse
Durée d'un démarrage
105
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
Durée d'un démarrage
Influence de la tension d'alimentation
Effets des variations de la tension et de la résistance rotor
Démarrage par réduction de la tension d'alimentation
Effet d'une baisse puis d'un brusque rétablissement de la tension
Répartition de la puissance entre deux moteurs en parallèle
Freinage électrique par une machine asynchrone
Mesure du rendement approche
Exercices à résoudre sur le chapitre 3
3.E.1.
3.E.2.
3.E.3.
3.E.4.
3.E.5.
3.E.6.
3.E.7.
3.E.8.
3.E.9.
3.E.10.
3.E.12.
3.E.B.
3.E.14.
126
Couple. Stabilité d'un moteur asynchrone
Bilan des puissances et des pertes d'un moteur asynchrone
Influence d'une variation de la fréquence
Mesure du rendement approche
Démarrage par rhéostat stator et couplage étoile-triangle
Démarrage par autotransformateur.
Influence des variations de tension et de fréquence
Adaptation d'un moteur à une nouvelle tension et une nouvelle fréquence
Calcul du temps de démarrage d'un moteur
Relèvement du facteur de puissance d'un moteur asynchrone
Marche en convertisseur de fréquence
Puissance nominale d'un moteur asynchrone
Incident de marche en générateur
Problèmes à résoudre sur le chapitre 3
3.P.1. 3.P.2, 3.P.3, 3.PA. Diagramme du cercle
3.P.5.
Démarrage et freinage d'un moteur asynchrone
3.P.6.
Diagramme du cercle. Pertes. Rendement
3.P. 7.
Influence de la tension et d'un rhéostat stator
3.P.8.
Influence de la résistance rotor et de la tension
3.P.9.
Rhéostat de démarrage. Temps de démarrage
3.P10.
Temps d'arrêt d'un groupe
3.P.11.
Resistance unite. Caractéristiques
3.P.12.
Relèvement du facteur de puissance
3.P.l3.
Puissance nominale d'un moteur asynchrone
3.P.l4.
Marche en cascade
CHAPITRE 4.
Générateurs à courant continu
140
F.E.M. d'une dynamo. Couple électromagnétique résistant. Formule générale des enroulements d'induit. Réaction magnétique
de l'induit. Réaction totale d'induit. Rendement vrai. Rendement approche. Propositions utiles pour la résolution des problèmes
sur les générateurs à courant continu. Générateur à excitation composée
Problèmes résolus sur le chapitre 4
4.1.
4.2.
4.3.
F.E.M. et réaction magnétique de l'induit
Calcul d'un enroulement d'induit.
Dynamo dérivation. Point de fonctionnement à vide
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
Pas​s age de la marche à excitation séparée à la marche en génératrice dérivation
Dynamo dérivation. Marche en charge
Génératrice à deux enroulements.
Marche en parallèle des dynamos à excitation séparée
Dynamo série. Caractéristiques
Compoundage d'une dynamo dérivation. Rapport d'équivalence
Exercices à résoudre sur le chapitre 4
4.E.1.
4.E.2, 4.E.3, 4.EA.
4.E.5.
4.E.6.
4.E.7.
4.E.8,4.E.9, 4.E.10.
4.E.11,4.E.12.
4.E.13,4.E.14.
4.E.15.
4.E.16,4.E.17.
158
Grandeurs caractéristiques d'une dynamo en charge
Enroulements d'induit
Calcul d'un enroulement compensateur
Calcul d'un enroulement inducteur
Tension de réactance
Dynamo dérivation. Marche à vide
Dynamo dérivation. Marche en charge. Réaction d'induit
Passage de la caractéristique externe à excitation séparée à la caractéristique dérivation
Dynamo serie
Addition de spires série à une dynamo dérivation
Problèmes à résoudre sur le chapitre 4
4.P.1.4.P.2.
4.P.3.
4.P.4.4.P.5.
4.P.6.
4.P.7.
4.P.8.
143
Grandeurs caractéristiques d'une dynamo en charge
Dynamo dérivation à vide
Enroulements d'induit
Dynamo dérivation en charge. Rhéostat de champ à plots
Maintien de la tension par action sur la vitesse
Réaction d'induit et couple électromagnétique
163
4.P.8.
4.P.9.
4.P.1O.
4.P.11.4.P.12.
4.P.13.
4.P.14.
4.P.15, 4.P.16.
4.P.17.
Réaction d'induit et couple électromagnétique
Dynamo derivation. Caractéristique externe
Dynamo à deux enroulements
Addition de spires série à une dynamo dérivation
Dynamos série en parallèle
Alimentation de deux moteurs en parallèle
Répartition de la puissance entre deux dynamos en parallèle
Groupe compensateur
CHAPITRE 5.
Moteurs Ii courant continu
172
Réaction magnétique de l'induit. Couple électromagnétique. Couple utile. Vitesse de rotation. Rendement vrai. Détermination de la
vitesse N d'un moteur. Expressions du rendement approche
Problèmes résolus sur le chapitre 5
5.1.
5.2.
5.3.
5.5.
5.6.
5.7.
5.8.
5.9.
5.10.
5.11.
5.12.
5.13.
173
Passage des caractéristiques en générateur aux caractéristiques en moteur
Passage inverse
Nature de fonctionnement et sens de rotation. SA. Moteur dérivation en charge
Influence de la tension et du rhéostat de champ
Moteur série. Influence de la tension d'alimentation
Transformation en moteur compose d'un moteur dérivation
Divers fonctionnements d'une machine à courant continu
Calcul du rhéostat de démarrage d'un moteur dérivation
Calcul du rhéostat de démarrage d'un moteur série
Problème du freinage électrique
Groupe Ward-Léonard équipe d'un asservis​s ement à rototrol
Mesure du rendement vrai. Méthode de récupération
Rendement vrai et approche d'une machine dérivation
Exercices à résoudre sur le chapitre 5
201
5.E.1.
Moteur à excitation constante et tension variable. Groupe Ward-Leonard
5.E.2, 5.E.3, 5.EA, 5.E.5, 5.E.6. Moteur dérivation. Vitesse. Couple électromagnétique
5.E.7.
Caractéristiques d'un moteur dérivation
5.E.8.
Caractéristiques d'un moteur série
5.E.9.
Démarrage d'un moteur dérivation
5.E.1O,5.E.Il, 5.E.12.
5.E.13.
5.E.14, 5.E.15, 5.E.16.
5.E.17.
Calcul d'un rhéostat à plots (moteur dérivation)
Vitesse et couple d'un moteur série
Caractéristiques d'un moteur série
Moteur à excitation composée
5.E.18,5.E.19.
5.E.20.
Rendement d'une machine à courant continu
Répartition de la puissance entre deux moteurs
Problèmes à résoudre sur le chapitre 5
207
5.P.1. Moteur à excitation constante. Analogie avec un condensateur
5.P.2. Machine à courant continu en générateur et en moteur
5.P.3. Divers fonctionnements d'un moteur à excitation séparé
5.P4. Moteur à excitation séparée variable.
5.P.5. Moteur à excitation séparée et à charge variable
5.P.6. Marche de deux machines mécaniquement accouplées
5.P.7. Moteur dérivation en charge
5.P.8. Moteur dérivation. Influence des variations de la tension
5.P.9, 5.P.10. Moteur dérivation. Démarrage par rhéostat à plots
5.P.11, 5.P.12. Moteur à excitation séparée. Freinage rhéostatique
5.P.13. Caractéristiques
5.P.14. Moteur série. Utilisation de différentes portions de l'enroulement inducteur
5.P.16. Application d'un moteur série à la traction électrique
5.P.l7. Moteur série appliqué à un pont roulant
5.P.18. Moteur série. Freinage électrique
5.P.19. Groupe Ward-Léonard
Réponses
219
Tableau I
226
Tableau II
TOP
226