Syllabus Maintenance : Electricité Industrielle - Avancé

Électricité Industrielle
Avancé
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Épreuve Sectorielle 2014
MAINTENANCE

Électricité Industrielle - Avancé
TM 1
Table des matières
1 Le transformateur ...................................................................................................................... 1
1.1 Le transformateur monophasé ...................................................................................................... 1
1.1.1 Constitution ......................................................................................................................... 1
1.1.2 Les bobinages ...................................................................................................................... 1
1.1.3 Principe ............................................................................................................................... 1
1.2 Fonctionnement à vide d’un transformateur parfait ........................................................................ 3
1.3 Le transformateur parfait en charge .............................................................................................. 4
1.3.1 Principe de fonctionnement .................................................................................................. 4
1.3.2 Conclusions générales .......................................................................................................... 5
1.4 Fonctionnement du transformateur réel en charge ......................................................................... 6
1.4.1 Pertes dans le transformateur ............................................................................................... 6
1.4.2 Diagramme complet du transformateur ................................................................................. 7
1.5 Le rendement d’un transformateur ................................................................................................ 8
1.5.1 Méthode directe ................................................................................................................... 8
1.5.2 Méthode des pertes séparées ............................................................................................... 8
1.6 Surintensité à l’enclenchement d’un transformateur ....................................................................... 9
1.7 Types de transformateurs ........................................................................................................... 10
1.7.1 L’auto transformateur ......................................................................................................... 10
1.7.2 Le transformateur d’isolement ............................................................................................ 11
1.7.3 Le transformateur de sécurité ............................................................................................. 11
1.7.4 Le transformateur de mesure .............................................................................................. 11
1.8 Le transformateur - Ajustement de la tension de sortie ................................................................ 12
1.8.1 Mise en parallèle de deux transformateurs monophasé ......................................................... 14
1.8.2 Questions sur les transformateurs ....................................................................................... 14
1.9 Les transformateurs triphasés ..................................................................................................... 15
1.9.1 Constitution ....................................................................................................................... 16
1.9.2 Prises de réglage ............................................................................................................... 16
1.9.3 Refroidissement ................................................................................................................. 16
1.9.4 Utilisation .......................................................................................................................... 17
1.9.5 Couplages primaires ........................................................................................................... 17
1.9.6 Couplages secondaires ....................................................................................................... 17
1.9.7 Repérage des bornes du transformateur .............................................................................. 18
1.9.8 Secondaire en hexaphasé ................................................................................................... 19
1.9.9 Secondaire en tri-mono (montage Ulbricht) ......................................................................... 19

TM 2
Électricité Industrielle - Avancé
1.9.10 Mise en parallèle des transformateurs triphasés ................................................................... 23
2 Le moteur à cage ..................................................................................................................... 26
2.1 Courbes caractéristiques du moteur asynchrone .......................................................................... 26
2.1.1 En fonction de la puissance utile ......................................................................................... 26
2.1.2 En fonction du glissement .................................................................................................. 27
2.1.3 Définitions ......................................................................................................................... 27
2.1.4 Rendement d’un moteur asynchrone ................................................................................... 28
2.2 Bilan énergétique ....................................................................................................................... 28
3 Schémas de démarrage d’un moteur asynchrone ................................................................... 30
3.1 Moteur asynchrone 1 sens de rotation ......................................................................................... 30
3.2 Moteur asynchrone 2 sens de rotation ......................................................................................... 31
3.3 Démarrage étoile triangle 1 sens de rotation ............................................................................... 32
3.4 Démarrage étoile triangle 2 sens de rotation ............................................................................... 33
4 Influence du glissement sur le fonctionnement du moteur .................................................... 35
4.1 Fonctionnement à rotor ouvert ................................................................................................... 35
4.2 Fonctionnement à rotor fermé .................................................................................................... 35
4.2.1 Impédance du rotor ........................................................................................................... 35
4.2.2 Que devient le courant du rotor ? ....................................................................................... 35
4.2.3 Au moment du démarrage, Id est maximum ........................................................................ 36
4.2.4 Au fur et à mesure que la vitesse augmente, I diminue ........................................................ 36
4.2.5 Si on charge le moteur, In augmente .................................................................................. 36
4.2.6 Le cos Φ2 .......................................................................................................................... 36
4.2.7 Que devient le couple ? ...................................................................................................... 37
5 Les démarreurs électroniques ................................................................................................. 39
5.1 Tableau récapitulatif .................................................................................................................. 40
6 Moteur triphasé asynchrone à cage raccordé en monophasé ................................................. 41
7 Types de moteurs en fonction de la vitesse ............................................................................ 43
7.1 Moteur mono vitesse fixe ........................................................................................................... 43
7.1.1 Moteur à grande vitesse ..................................................................................................... 43
7.1.2 Moteur à petite vitesse ....................................................................................................... 43
7.2 Moteur multi vitesses fixes ......................................................................................................... 43
7.2.1 Moteur à 1 bobinage .......................................................................................................... 44
7.2.2 Moteur à bobinage séparé .................................................................................................. 44
7.3 Couplage des moteurs mono vitesse ........................................................................................... 45
7.4 Couplage des moteurs bi vitesses ............................................................................................... 46

Électricité Industrielle - Avancé
TM 3
8 Formulaire ................................................................................................................................ 47
9 Le moteur Dahlander ............................................................................................................... 48
9.1 Réglage de la vitesse des moteurs asynchrones triphasés ............................................................. 48
9.2 Vitesse de synchronisme ............................................................................................................ 48
9.2.1 Le bobinage du stator ........................................................................................................ 49
9.2.2 Moteur à enroulements statoriques séparés ......................................................................... 50
9.2.3 Le moteur Dahlander.......................................................................................................... 50
10 Freinage des moteurs asynchrones ......................................................................................... 54
10.1 Freinage par contre-courant ....................................................................................................... 54
10.1.1 Moteur à cage .................................................................................................................... 54
10.1.2 Moteur à bagues ................................................................................................................ 54
10.2 Freinage par injection de courant continu dans le stator ............................................................... 55
10.2.1 Calcul de la tension d’alimentation du freinage par injection de courant continu ..................... 55
10.2.2 Moteur à cage .................................................................................................................... 56
10.2.3 Moteur à bagues ................................................................................................................ 57
10.3 Freinage par frein à courant de Foucault ..................................................................................... 58
10.4 Frein électromagnétique incorporé dans le moteur ....................................................................... 60
10.4.1 Réglage de l’entrefer .......................................................................................................... 60
10.5 Le moteur frein .......................................................................................................................... 61
10.6 Freinage par électrofrein ............................................................................................................ 62
10.7 Alimentation commune du moteur et du frein (à disque, à mâchoire) ............................................ 63
10.7.1 Le moteur est couplé en triangle 220 V ............................................................................... 63
10.7.2 Le moteur est couplé en étoile 380 V .................................................................................. 63
11 Le moteur asynchrone monophasé .......................................................................................... 64
11.1 Constitution ............................................................................................................................... 64
11.2 Fonctionnement ......................................................................................................................... 65
11.3 Types de démarrage .................................................................................................................. 65
11.3.1 Démarrage par phase auxiliaire ........................................................................................... 65
11.3.2 Démarrage par phase auxiliaire et résistance ....................................................................... 66
11.3.3 Démarrage par phase auxiliaire et inductance ...................................................................... 66
11.3.4 Démarrage par phase auxiliaire et capacité .......................................................................... 66
11.3.5 Démarrage d’un moto compresseur hermétique par relais d’intensité .................................... 68
11.3.6 Démarrage d’un moto compresseur hermétique par relais de tension .................................... 68
11.3.7 Mesurage et maintenance des moteurs ............................................................................... 71
11.3.8 Eléments permettant la vérification du comportement des moteurs ....................................... 71