MACHINE A EXCITATION SHUNT

Manipulation1&2
MACHINE A EXCITATION SHUNT
I. DESCRIPTION
Dans cette manipulation, la machine à excitation shunt est soumise à des essais en génératrice
entraînée par un moteur en mode compound. Ensuite, la machine shunt fonctionne en moteur
entraînant la machine compound en rôle de génératrice. Pour la sécurité, une protection de
survitesse est systématiquement utilisée dans le circuit du moteur. Elle comprend deux
organes mécanique et électrique. Le premier est un contact centrifuge. Le deuxième est un
relais à fermeture rapide. Un shunt ampéremetrique est utilisé pour la mesure des courants
d’induit. Une génératrice tachymétrique placée en bout d’arbre du groupe permet, par la
mesure de la tension délivrée, d’estimer la vitesse de celui-ci. Un rhéostat de démarrage
permet de limiter les contraintes électromécaniques sur le groupe lors de la procédure de
démarrage. Des rhéostats d’excitation permettent, pour le moteur, de régler la vitesse du
groupe et, pour la génératrice, de régler la tension délivrée. Une résistance de charge assure la
transformation de l’énergie électrique engendrée par la génératrice en énergie calorifique.
II. BUT
Déterminer les paramètres électriques de la machine shunt par des essais en génératrice. En
fonctionnement moteur, observer le phénomène de démarrage puis effectuer un essai en
charge nominale. Discuter et observer la stabilité.
III. FONCTIONNEMENT EN GENERATRICE
La protection de survitesse est utilisée du côté moteur compound alimenté par de la tension
continue fixe. La génératrice est montée en mode d’excitation séparée. Procéder au démarrage
du groupe. Cette procédure consiste à fixer les bonnes valeurs des rhéostats de démarrage
(valeur maximale) et d’excitation (valeur minimale). Régler la vitesse du moteur à sa valeur
nominale. Durant les essais en génératrice, veiller à maintenir cette valeur.
Proposez un schéma de câblage pour ce moteur et cette génératrice
1. Essai à vide
Par action sur le rhéostat d’excitation, fixer la tension délivrée à une valeur proche de UN.
Noter l’excitation correspondante. Maintenir la position du rhéostat d’excitation.
2. Essai en charge
Disposant une résistance de charge réglable aux bornes la génératrice, fixer l’intensité débitée
à une valeur proche de la valeur nominale. Noter la tension et l’intensité.
IV. FONCTIONNEMENT EN MOTEUR
La machine est montée en excitation shunt entraînant une génératrice en mode compound à
flux additif et initialement à vide. La protection de survitesse est du côté moteur. S’assurer des
positions de curseurs de résistance de démarrage (valeur maximale), de rhéostat d’excitation
(valeur minimale) et de résistance de charge (contact ouvert). Effectuer la procédure de
démarrage du groupe ainsi constitué. Noter la valeur du courant de démarrage. Régler la
vitesse à sa valeur nominale (donnée imposée par le prof) . Noter la valeur du courant
d’excitation correspondante. C’est la valeur nominale d’excitation. Maintenir la position de
curseur du rhéostat d’excitation du moteur.
La génératrice compound débite maintenant dans une résistance de charge. Régler la charge
de manière à ce que le moteur absorbe un courant proche du nominal. Noter la vitesse, la
tension et le courant absorbé par le moteur.
Proposez un schéma de câblage pour ce moteur et cette génératrice
E.N.I.M. Troisième Année Electromécanique
novembre 2010
Manipulation1&2
V. MESURE DE RESISTANCES
A l’aide d’un ohmmètre, mesurer les valeurs de résistances d’induit, d’inducteur et de
démarrage.
VI. RESULTATS
1. Tracer la caractéristique à vide et calculer le coefficient K0 de réaction d’induit de
référence.
2. Avec un démarrage direct (pas de résistance de démarrage et rhéostat d’excitation en
position nominale), calculer Idem et dem.
3. Avec une procédure judicieuse de démarrage (rhéostat de démarrage en position et
rhéostat d’excitation à sa valeur minimale), calculer le courant d’excitation ainsi que le
courant de démarrage du moteur. En déduire le couple de démarrage. Comparer avec les
résultats expérimentaux. Conclusion.
4. Pour le courant absorbé par le moteur, calculer le couple N et la vitesse NN. Comparer
avec les résultats expérimentaux. Calculer le rapport dem/N. Conclusion.
5. Pour un courant qui varie entre 0 et Idem, calculer le couple et la vitesse. Tracer sur un
graphique la courbe =f(N) en indiquant la plage de fonctionnement admissible. Discuter
la stabilité du moteur.
E.N.I.M. Troisième Année Electromécanique
novembre 2010
Manipulation1&2
MACHINE A EXCITATION SERIE
I. DESCRIPTION
Dans cette manipulation, la machine à excitation série est soumise à des essais en génératrice
entraînée par un moteur mode compound. Ensuite, la machine série fonctionne en moteur
entraînant la machine compound en rôle de génératrice. Pour la sécurité, une protection de
survitesse est systématiquement utilisée dans le circuit du moteur. Elle comprend deux
organes mécanique et électrique. Le premier est un contact centrifuge. Le deuxième est un
relais à fermeture rapide. Deux shunts ampéremetriques sont utilisés pour la mesure des
courants d’induit ou d’inducteur. Une génératrice tachymétrique placée en bout d’arbre du
groupe permet, par la mesure de la tension délivrée, d’estimer la vitesse de celui-ci. Un
rhéostat de démarrage permet de limiter les contraintes électromécaniques sur le groupe lors
de la procédure de démarrage. Un rhéostat d’excitation permet, en fonctionnement moteur, de
régler la vitesse du groupe et, en fonctionnement générateur, de régler la tension délivrée.
Deux résistances de charge sont utilisées dans cette manipulation. L’une d’elles assure la
conversion de l’énergie électrique engendrée par la génératrice en énergie calorifique. L’autre
assure le réglage d’excitation de la machine série en mode d’excitation séparée.
II. BUT
Déterminer les paramètres électriques de la machine série par des essais en génératrice. En
fonctionnement moteur, observer le phénomène de démarrage puis effectuer un essai en
charge nominale. Discuter et observer la stabilité.
III. FONCTIONNEMENT EN GENERATRICE
La protection de survitesse est utilisée du côté moteur compound alimenté par de la tension
continue fixe. La génératrice est montée en mode d’excitation séparée, l’inducteur étant en
série avec une résistance de charge et alimenté par de la tension continue fixe. Procéder au
démarrage du groupe. Cette procédure consiste à fixer initialement les bonnes valeurs des
rhéostats de démarrage (valeur maximale) et d’excitation (valeur minimale). Régler la vitesse
du moteur à sa valeur nominale. Durant les essais en génératrice, veiller à maintenir cette
valeur.
Proposez un schéma de câblage pour ce moteur et cette génératrice1.
Essai à vide
Par action sur le rhéostat d’excitation, fixer la tension délivrée à une valeur proche de UN.
Noter l’excitation correspondante. Maintenir la position du rhéostat d’excitation.
2. Essai en charge
Disposant une résistance de charge réglable aux bornes la génératrice, fixer l’intensité débitée
à une valeur proche de la valeur nominale. Noter la tension et l’intensité.
IV. FONCTIONNEMENT EN MOTEUR
La machine est montée en excitation série entraînant une génératrice en mode compound
initialement en charge. La protection de survitesse est du côté moteur. Rappelons que le
moteur série s’emballe à vide. S’assurer donc des positions de curseurs de résistance de
démarrage (valeur maximale) et de résistance de charge (contact fermé). Effectuer la
procédure de démarrage du groupe ainsi constitué. Noter la valeur du courant de démarrage.
Puis régler la résistance de charge de manière à ce que le moteur absorbe un courant proche
du nominal. Noter la vitesse, la tension et le courant absorbé par le moteur.
Proposez un schéma de câblage pour ce moteur et cette génératrice
E.N.I.M. Troisième Année Electromécanique
novembre 2010
Manipulation1&2
V. MESURE DE RESISTANCES
A l’aide d’un ohmmètre, mesurer les valeurs de résistances d’induit, d’inducteur et de
démarrage.
VI. RESULTATS
1. Tracer la caractéristique à vide et calculer le coefficient K0 de réaction d’induit de
référence.
2. Avec un démarrage direct (pas de résistance de démarrage), calculer Idem et dem.
3. Avec une procédure judicieuse de démarrage (rhéostat de démarrage en position),
calculer le courant d’excitation ainsi que le courant de démarrage du moteur. En
déduire le couple de démarrage. Comparer avec les résultats expérimentaux.
Conclusion.
4. Pour le courant absorbé par le moteur, calculer le couple N et la vitesse NN.
Comparer avec les résultats expérimentaux. Calculer le rapport dem/N. Conclusion.
5. Pour un courant qui varie entre 0 et Idem, calculer le couple et la vitesse. Tracer sur un
graphique la courbe =f(N) en indiquant la plage de fonctionnement admissible.
Discuter la stabilité du moteur.
E.N.I.M. Troisième Année Electromécanique
novembre 2010