Rapport De Stage

Exemple de rapport de stage technicien
Lycée Louis Armand Paris
TSET2
Brevet de Technicien Supérieur
Rapport
De
Stage
avec
Lycée Louis Armand
319-321 rue Lecourbe
75015
2007-2009
1
Remerciements :
Je tiens tout d’abord à remercier Monsieur Jean SOLA pour m’avoir accepté au sein
de son entreprise afin que je puisse effectuer mon stage.
Je remercie plus particulièrement Monsieur Eric SOLA pour m’avoir bien accueilli et
m’avoir fourni toutes les informations dont j’avais besoin pour réaliser ce rapport.
Je remercie également toutes les personnes q ui m’ont pris sous leur tutelle durant le
stage, et qui m’ont aidé à bien m’intégrer au sein de l’entreprise et qui ont veillé au bon
déroulement de mon apprentissage.
2
Sommaire :
Introduction
I
Présentation de l’entreprise
1)
Fiche d’identité.
2)
Historique de l’entreprise.
3)
Présentation de l’activité de l’entreprise et de ses produits.
4)
Présentation de l’organisation structurelle de l’entreprise.
5)
Politique social de l’entreprise et politique de formation du
personnel.
II Le rapport d’activité
1. Calculs des différentes données concernant le transformateur
d’isolement.
2. réalisation de la fiche technique du transformateur.
3. ANNEXE : réalisation de schémas de câblage électriques pour la
commande et la gestion du chauffage de la société
MONTELEM.
III Conclusion et intérêt du stage
3
INTRODUCTION :
Au cour de ma deuxième année de BTS, tous les élèves doivent effectuer 4 semaines
de stage au sein d’une entreprise afin d’acquérir plus d’expérience professio nnelle.
Pour ma part j’ai été pris dans la soci été MONTELEM, fabricant de transformateurs
électriques, située à Arcueil
Dans ce rapport, nous verrons comment est organisé cette entreprise de type familial,
quels genres de produit elle fabrique et les tac hes que l’on m’a assignées durant la période de
stage.
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I
Présentation de l’entreprise
1) Fiche d’identité de l’entreprise
Raison social : Montage électromécanique
Adresse social : 22, avenue Vladimir Lénine 94110 Arcueil
Statut : SA au capital de 75900€
Domaine d’activité :-Fabricant de transformation :
-1VA à 800KVA monophasé et triphasé
-Transformateur d’allumage
-Variateur de vitesse
-Alimentation continu, redressée et filtrée
Effectif : 14 personnes. MONTELEM est u ne petite entreprise familiale
Chiffre d’affaire de l’année 2007 : 2 000 000€
La société traite avec des clients tels que la RATP/DASSAU LT/CEA/ALSTOM et des
distributeurs d’énergie comme EDF. Elle est spécialisée dans la fabrication de transformateurs
électriques ; elle réalise aussi différents produits électromécaniques . La rapidité de fabrication
des transformateurs spéciaux fait la spécificité de l’entreprise.
Le concurrent principal de MONTELEM est LEGRAND qui est un grand constructeur
d’appareils électriques produisant lui aussi des transformateurs de tous genres.
2) Historique
1954 : Création de l’entreprise MONTELEM, par son actuel président Directeur
Général, Monsieur Jean SOLA. L’entreprise a vu le jour dans une cave à Paris en tant
qu’entreprise artisanale puis à Malakoff comme SARL.
1968 : changement de locaux de MONTELEM qui s’installe à Arcueil et devient
société anonyme au capital de 75 900€.
1980 :L’entreprise gagne le marché devant LEGRAND et MERLIN GERIN pour la
fabrication de 40 transformateurs de 15KVA à 100KVA en 15 jours, pour l’inauguration de
la pyramide du Louvre par François Mitterrand, ce qui a permis à MONTELEM de gagner la
notoriété, augmentant aussi son chiffre d’affaires.
2002 : Passage à la norme ISO-9001 version 2000, qui engage l’entreprise à un suivi
sérieux de tous ses produits et un contrôle régulier tous les 3 ans.
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3) Présentation de l’activité de l entreprise et de ses produits
Transformateurs : d’isolement, de séparation des circuits, de sécurité.
 Jusqu'à 1000KVA en triphasé
 Type sec, modèle nus et en coffret
 Conforme aux Normes Française s et
internationales en vigueurs
Transformateurs redresseurs
 Monophasés ou triphasés, avec ou sans filtrage,
secourues, stabilisés, nus ou en coffret
Transformateurs pour l’électron ique
 Pour montage sur circuit imprimé
 Transformateurs et selfs sur ferrite
Selfs pour courant alternatif
 De filtrage ou de lissage
Auto-Transformateurs
 Auto-transformateurs de démarrage moteur
 Monophasés ou triphasés
 Modèles nus ou en coffret
Transformateur à nombre de phase différent de 3
 Diphasé/triphasé, Triphasé/diphasé ou
triphasé/monophasé
Variateur à commutateur ou électronique
 Pour moteurs de ventilation des hottes
d’extraction
 Modèles monophasés et triphasés
Transformateur d’allumage
 Pour brûleurs fioul ou gaz
Transformateurs moulés
 Moulages spécifiques
6
Transformateurs toriques
 Monophasés-triphasés
 Version nue ou en coffret
Transformateurs variables (alternostat)
 Monophasés ou triphasés
 Version nue ou en coffret
 Option : voltmètre, Ampermètre, voyant
commutateur
Variateurs de fréquence
 Monophasés/triphasés
 Version nue ou en coffret
Convertisseurs de tension DC/AC ou AC/DC
Chargeurs de batteries
Transformateurs pour enseigne lumineuse
Tube haute tension pour enseigne lumineuse
 Dépannage ou création à la demande
Tout matériel pour chauffage
 Câbles haute tension-cosses-électrodesantiparasites
Rebobinage moteurs monophasés et triphasés
Nota :
Quantité de transformateurs d’allumage : 1500/an.
L’entreprise est leader sur le marché pour ce type de t ransformateur en France.
7
4) Présentation de l’organisation structurelle de l’entre prise
Organigramme
PDG
Mr Jean SOLA
DG
Mr Eric SOLA
Ingénieur, et qualité
Mr Eric JULIEN
Informatique-GPAO
THOMAS
Chef d’atelier
Mr Pierre HUYNH
Variateur et maintenance
Mr Mansor
Gros et moyen bobinage
Mr Than
Moyen et petit bobinage
Mr Gaston CHAU
Variateur monophasé
Mr Ludovic
Câblage gros transformateurs
Mr J-P GABOTON
Câblages transformateurs
moyens MR Francois PHAN VAN
Câblages petits transfos +
Imprégnation
Mr Charles CHAU
Stagiaire
Mr Abdel-haq BOUBTANE
8
Mr
Comptabilité Secrétariat
Mme D’HALLUIN
5) Politique sociale de l’entreprise et politique de formation du personnel
Politique sociale de l’entreprise :
Vu que la société est une entreprise familiale, la politique utilisé est la politique familiale
fondée sur la communication directe entre les employés et la direction.
Outil de communication :
-Le cahier de doléance mis à la disposition des employés dans l’ate lier.
Politique de formation du personnel :
Avant la norme ISO-9001 aucun employé n’avait de formation spécifique du métier de
l’atelier hormis la partie bureau d’études donc par conséquent la formation était faite en
interne à 100%. Ils ont tout appris dans l’atelier.
Après la norme ISO-9001, il fallait officialiser les formations (faire passer un audit qui inclut
des tests de connaissance sur les normes de travaille). Mr J -P GABOTON, Mr Pierre HUYNH
et Charles CHAU ont été les seuls à être habilités à e ffectuer des travaux de type électrique.
9
II Le rapport d’activité
Durant 4 semaines de stage, j’ai été amené à effectuer plusieurs tâches différentes au
sein du bureau d’étude tel que, le dimensionnement d’un transformateur, la réalisation de
différents schémas de câblage.
L’entreprise m’a demandé de faire le calcul d’un transformateur qui a les
caractéristiques suivantes :
 Désignation : monophasé
 Nombre de phase : 2
 Fréquence : 50 Hz
 Puissance nominal : 2,5KVA
 Tension coté primaire : 230V, acceptant des variations de ±20%
 Tension secondaire : 230V avec prises à +20% et à -20%
 Niveau d’isolement : > 50KΩ
 Tension d’essai à fréquence industrielle (valeur efficace) :3KV 1min
 Encombrement (H×L×P) : 200×240×60
 Poids total en Kg : 28Kg
Ns1
Np
Plage permettant
d’augmenter de
20% la tension
secondaire
Ns
Primaire
230V
Plage permettant
de diminuer de
20% la tension
secondaire
Ns2
qui subira des
variations de
tension de ±20%
Secondaire
230V
que l’on veut
conserver
constant
soit Umin = 184V
et
Umax =276V
10
1. Calculs des différentes données concernant le transformateur d’isolement :
Le calcul du transformateur dépend de 4 critères : -du coût de fabrication.
-des matériaux existants.
-de la disponibilité des types.
-des circuits magnétiques existant.
Les clients d’aujourd’hui veulent avant tout un produit le moins cher possible, et cela au
détriment de sa durée de vie.
Tout d’abord le champ magnétique est déterminé par l’ingénieur à partir des critères cités cidessus, en adéquation avec le besoin exprimé par le client. Dans notre cas, la valeur avoisine
1.35Tesla.
Pour des raisons économiques, pour la tension Upri max de 276V, nous prendrons 1.39T.
Nous prendrons Usec max = 331.2V (20% au dessus de 276V).
Détermination de la section magnétique <<S>> :
P=2.5KVA (puissance apparente)
Il existe une formule empirique qui met en relation la puissance apparente et la section ferromagnétique en cm².
Soit :
S=1.2√P
Dans notre cas :
S=1.2√2500=60cm²
Détermination du nombre de spires au primaire et au secondaire<<N1 et N2>> :
On sait que Ueff=4.44×f×Bmax×S× N
Sachant que Ueff : La tension efficace en volt (V)
N : Le nombre de spires
S : Section magnétique en mètre (m)
F : Fréquence (en France 50 Hz)
Bmax : induction du champ magnétique en Tesla (T)
U 1
276
Np= 4 , 44  f  B max  S = 4, 44501,390,0060 =149sp
Ns1=
U 2
4 , 44  f  B max  S
331, 2
= 4.44501.390, 0060 =179spires
Donc : Np=149spires
Ns1=179spires
11
Détermination du courant au primaire et au secondaire <<I1 et I2 >>:
S: Puissance apparente en VA
U: tension en volt
I: courant en ampère
S=UI
Tandis que le transformateur fonctionnera comme régulateur de tension, alors les courants
nominaux au primaire et au secondaire sont égaux :
S1 2500
I1=I2=
=
=10,87A
U 1 230
Donc I1= I2=10,87A
Détermination de la section du fil du primaire et du secondaire <<s1et s2>>:
D: Densité du courant :
D=
I
en A/mm²
s
La densité D est nécessaire pour dimensionner la section du fil de bobinage, en cuivre. Elle
est établie selon les critères suivants :
- la puissance apparente du transformateur ;
- la surface de refroidissement du bobinage.
Avec :
s : section du fils en mm²
I : courant en Ampère
s1= s2=
I1 10,87
=
=3,62mm²
3
D
Donc s1= s2=3,62mm²
Détermination du diamètre de la section du fil << d1 et d2 >> :
s=
d ²  3,14
4
Donc d1=d2=
s4
3,62  4
=
=2,15mm
3,14
3,14
d1 et d2 : diamètre du fil en mm
s1 et s2 : section du fil en mm²
12
D’après le Doc N°1 on prend les valeurs qui se rapprochent le plus du diamètre donc
ces nouvelles valeurs sont :
DOC N°1
Diamètre du fil
SECTIONS
1,8
1,9
2
2,12
2,24
2,36
2,5
2,65
2,8
3
3,15
2,5447
2,8353
3,1416
3,5299
3,9408
4,3744
4,9087
5,5155
6,1575
7,0686
7,7931
Stock en
KG
DIN
250
250
355
355
355
355
355
355
355
355
355
Donc : d1= d2=2,24mm
D’après le catalogue de MONTELEM.
DOC N°2
13
Stock en
din
Après avoir choisi le transformateur (DOC N°2) on calcule la nouvelle section
magnétique.
On soustrait L et X, on sait aussi que le support du bobinage peut empiler jusqu’à 110 mm et
on obtient :
DOC N°3
REF : EI 180
1
8
0
1 2 0
9 0
3 0
6 0
3 0
S= (L-X) ×11= [(18-15) ×11] ×2=66 cm².
En ayant une nouvelle section magnétique, il faudra recalculer le nombre de spires.
Primaire :
U1
276
Np= 4 . 44  f  B max  S = 4 . 44  50  1 , 39  0 . 0066
=136sp
Secondaire :
U 2
331 . 2
Ns1= 4 . 44  f  B max  S = 4 . 44  50  1 , 39  0 . 0066
=163sp
Donc : Np=136spires
Ns1=163spires
Etant donnés que la section de fil ne change pas donc le diamètre reste les mêmes.
Comme la taille de la fenêtre du support de bobinage est de 90mm donc :
tailledela fenêtre
90
sec tiondufil = 2.24 =41 spires/couche
(Le rajout d’un mm et l’enlèvement de 2 spires sont une marge d’erreur).
136
Primaire : 136 spires. ==> 39 =3,5 De ce fait on aura 4 couches de
bobinage au primaire.
163
Secondaire : 168 spires. ==> 39 =4,2 En conséquence on aura 5 couches de
bobinage au secondaire.
14
Or le primaire et le secondaire est bobiné sur le même support ainsi on peut
additionne les nombres de couche primaire et secondaire puis multiplie r par le
diamètre du fil de bobinage et on rajoute un coefficient de foisonnement qui est de 1,3
puis 2mm pour le papier isolent entre le primaire et secondaire.
[(4+5) ×2.24×1.3]+2=28.2mm soit 29mm
On constate que cela ne convient pas car pour réaliser le bobinage et l ’entôlage
en toute sécurité il faut au maximal 27 mm (voir DOC N°3) donc il faut changé la
carcasse de bobinage et la tôles.
On choisi un <<E>>à l’aide du DOC N°4
Tandis que le <<E>> précèdent avait pour référence EI 180 on prend la
référence au dessus EI 240
DOC N°4
15
EI 240
240
160
120
40
80
40
Nous avons choisi un support de bobinage (aussi appelé carcasse) de référence
8060V (DOC N°5).on sait que sur ce support on peut empilé jusqu’a 60 mm et on
obtient :
S=6×8=48cm²
DOC N°5
En ayant encore une nouvelle section magnétique, il faudra recalculer le
nombre de spires.
Nous améliorons notre calcul en rajoutant un coefficient de foisonnement de
remplissage de la section de fer, soit 0.94
Primaire :
U1
276
Np= 4 , 44  f  B max  S  0 . 94 = 4 , 44  50  1 . 39  0 . 0048  0 . 94 =198 sp
Secondaire :
U 2
331 , 2
Ns1= 4 , 44  f  B max  S  0 . 94 = 4 , 44  50  1 , 39  0 . 0048  0 . 94 =238 sp
Donc : Np=198 spires
Ns1=238spires
16
Etant donnés que nous avons changé les dimensions des tôles et de la carcasse de
bobinage on recalcule le nombre de spires sur une c ouche :
tailledela fenêtre
120
=54 spires/couche
sec tiondufil =
2,24
(Le rajout d’1 mm et l’enlèvement de 2 spires sont une marge d e sécurité de remplissage).
Primaire :
198
Comme nous avons 198 spires. ==>
=3,8 Donc on aura 4 couches de bobinage au
52
primaire.
Secondaire :
238
Comme nous avons 238 spires. ==>
=4,6 ainsi on aura 5 couches de bobinage au
52
secondaire.
Pour vérifier que toutes les données calculer est compatible avec la fabrication
du transformateur :
[(4+5) ×2.24×1,3]+2=28,2mm soit 29mm
On constate que cela convient parfaitement car pour bobiner et entôler sans
détériorer les fils de bobinage il faut 40mm.
Détermination des pertes joules.
Pj=R1×I1²+R2×I2²
Pj : pertes joules en watts
R1 et R2 : résistances au primaire et secondaire en Ω
I1 et I2 : courant du primaire et secondaire en Ampère
Calcul de la résistance du primaire et secondaire
L1
Primaire : R1=β× s1
Ne connaissant pas la longueur du fil il faudra tout d’abord la tro uve:
L1=Périmètre (support de bobinage) × nombre de spire au primaire
L1= (8×4) ×198
L1=6336cm=63,36m
17
Nous savons que le diamètre du fil est de 3,94mm² et que la résistivité du cuivre est de
18 x 10-9 m.
63,36
R1= 18 x 10 -9 × 0,000394
R1=0,28 Ω
L2
Secondaire : R2=β× s 2
Comme pour le primaire, il faut calculer la longueur du fil :
L2= Périmètre (support de bobinage) × nombre de spire au secondaire
L2= (8×4) ×238
L2=7616cm=76,16m
Nous savons que le diamètre du fil est de 3,94mm² et que la résistivité du cuivre est de
18 x 10-9 m.
76,16
R1= 18 x 10 -9 × 0,000394
R1=0,34 Ω
Nous avons les résistances au primaire et au secondaire , alors nous pouvons calculer les pertes
par effet joules :
Pj= R1×I1²+R2×I2² or I1=I2.
Pj= (R1+R2) ×I1²
Pj= (0,28+0.34) ×10,87²
Pj=73,26W
Détermination des pertes magnétisa ntes.
Pour définir les pertes fer, il faut d’abord calculer le poids du circuit magnétique. Nous
avons le <<E>> choisi auparavant qui est le EI 240 pour une induction de 1,35T (voir DOC
N°6), les pertes fer sont calculé es en fonction du poids du circuit ma gnétique. La tôle
sélectionnée a pour coefficient de pertes 1.7W/Kg pour 1 Tesla. Sachant que l’épaisseur d’un
60
<<E>> est de 0,5mm et que l’empilage est de 6 0mm donc on aura ==> 0,5 =120 tôles à
mettre pour bien remplir le circuit magnéti que.
18
DOC N°6
19
D’après le DC N°7, vu que notre <<E>> est le EI 240 nous avons donc un poids du
circuit magnétique de 146,24Kg et sa pour un nombre de tôles de 1000.
Donc pour 120 tôles :
120146,24
=17,55Kg
1000
DOC N°7
En ayant déterminé le poids du circuit magnétique, on détermine en effet indirectement les
pertes fer. D’après le DOC N°6 pour le type de <<E>> qu’on a pris, on a un coefficient de
pertes de 1.7W/Kg et ce pour une inductance du champ magnétique qui est de 1T.
20
On sait que pour Bmax=1T, on a un coefficient de perte magnétique égale à 1,7W/Kg
et comme le poids du circuit magnétique est égale à 17,55Kg en conséquence :
Pf=1 x17, 55=17,55W (pour Bmax=1T)
On sait aussi que Pf=K x (Bmax²) Pf : Pertes fer en watts
K : Coefficient
B : Inductance du champ magnétique en T
17,55
Pf
K= (Bmax²) = 1²
=17,55
Le coefficient ne changeant pas donc B=1,35T on a :
Pf=K× (Bmax²)=17,55× (1,35)²=32W
Donc Pf=32W
Calcul du rapport de transformation m :
U20
230
m= U1 = 230 =1
Calcul de la chute de tension au secondaire ∆U2 :
La chute de tension est du a la résistance du fil de bobinage et de la parti magnétisante
Pour cette chute de tension on a :
Dans les enroulements : ∆U= (R1+R2) ×I= (0,28+0,34) ×10,87=6,73V
La chute de tension total : on rajoute 30% de la chute des enroulements
∆U+30%=8,74V …9V.
Pour compenser cette chute de tension on rajoute des spires au secondaire.
Ns1
238
Ns1= U2 × (U2+∆U)= 331,2 × (331,2+9)=245 spires
Pour compenser également la chute de tension du variac, nous augmentons de 2 spires au
secondaire, soit Ns1 = 247 sp
21
2. Plan de fabrication du transformateur.
22
3. ANNEXE : Réalisation de schémas de câblage électriques pour la commande et la
gestion du chauffage de la société MONTELEM
Partie puissance :
P h1
Int e rrupt e ur
P h2
P h3
N
P RIS E DE NUIT
10A
KA3
KA3
KA2
KA1
1A
1A
C1
L5
C2
L6
th e rm osta t
a é ro 1
1A
th e rm osta t
a é ro 2
1A
C3
1A
C4
L7
L8
th e rm osta t
a é ro 3
C5
L9
th e rm osta t
a é ro 4
th e rm osta t
a é ro 5
T he rmo s t a t
10A
10A
6A
P O M P E AT EL IER
ANCIENNE CHAUDIERE
NOUVELL E
CHAUDIERE
BAL L O N
D'EAU
CHAUDE
23
2A
P O M P E BUREAU
Partie commande :
Ph
vitesse
ventilateur
HIVER
HOROD
ETE
Brul.
Ka2
marche
manuel
marche
manuel
Ka2
comp
elec l.
L1
HOROD
L2
Ka1
L3
Ka2
L4
Ka3
Temp
N
LEGENDE:
1- Hiver/été : commutateur rotatif (MOELLER).
2- Horod : horodateur programmable(flash monotron 200).
3- Ka1 : contacteur(ISKRA), permet d' etablir le fonctionnement des aerothermes.
4- Ka2(auxiliaire) : contacteur(ISKRA), permet d'etablir le fonctionnement des chaudieres et des pompes
qui sont alimentés séparement.
5- Ka3 : relais (FINDER), permet d'etablir deux vitesses aux aerothermes.
6- temp : temporisateur(MOELLER) permet d'etablir le fonctionnement des aerothermes 20 min aprés
le fonctionnement de la nouvelle chaudiere en mode hiver.
7- L1 : voyant led vert => chauffage actif
8- L2 : voyant vert = > mode automatique
9- L3 : voyant led orange => mode manuel
10-L4 : voyant led rouge => bruleur nouvelle chaudière actif
11- marche manuel : commutateur rotatif (MOELLER) permet de faire marché manuellement le chauffage.
12- vitesse ventilateur : commutateur rotatif une position (MOELLER) permet d'etablir 1 vitesse plus rapide
aux aérothermes.
13- Brul. : ?
14- L5, L6, L7, L8 et L9 : voyant de fonctionnement des aérothermes N°1 à 5.
15- Thermostats aéro : SIEMENS
16- comp elect : compteur éléctrique,permet de connaitre la consommation de fuel du bruleur
24
Implantation des différents voyants et interrupteur de commande :
Aérotherme
1
Aérotherme
2
Aérotherme
3
Aérotherme
4
Chauffage
ETE
0
Aérotherme
5
Bruleur
HIVER
Automatique
25
Manuel
III Conclusion :
J’ai effectué mon stage de 4 semaines au sein de l’entreprise MONTELEM spécialisé
dans la fabrication des transformateurs.
Cette première expérience en entreprise m’a enfin permis de faire le lien entre la
théorie et la pratique du milieu professionnel, mais j’ai aussi remarqué à quel point il est
important d’être autonome et responsable dans le monde du travail.
De ce fait, ma démarche a été participative et cette mise en situation professionnelle
m’a permis d’acquérir une expérience de terrain, mettant en application des connaissances qui
restaient très théorique.
26