TP CEM-2.3 Variation de vitesse d`un moteur asynchrone

CEB : Conversion électromécanique d'énergie TP CEM-2.3 variation de vitesse MAS
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Moyens : Le sous-système malaxeur
Prérequis : Cours CEM 2 moteurs asynchrones
Groupes : binôme
Durée : 1h30
Problème technique :
Le malaxeur possède un moteur asynchrone triphasé. Comment obtenir une vitesse de malaxage variable
à partir d’une alimentation en monophasé ?
L'étudiant doit retenir :
 Identifier les liens entre chaîne d’énergie et chaîne d’information
 Associer les grandeurs physiques aux échanges d’énergie et à la transmission de puissance
 Identifier les pertes d’énergie dans un convertisseur statique d’énergie, dans un actionneur ou
dans une liaison
 Modéliser l’association convertisseur statique-machine
TP CEM-2.3
Variation de vitesse d’un moteur asynchrone

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1 Mise en situation : Analyse fonctionnelle :
C’est un système qui permet de malaxer des granulés secs (graines, café en grains, …) avec possibilité de
chauffage. Le système peut être piloté manuellement ou par un automate programmable.
Il est constitué :
• D’une armoire, dite de puissance,
• D’une partie opérative nommée malaxeur constitué :
→ d’une cuve qui reçoit les granulés
→ d’un couvercle de cuve
→ d’un système de chauffage régulé, situé sous la cuve,
• D’un pupitre d’automatisme (TSX 3722 + pupitre).
Première partie : identification des éléments de la chaîne d’énergie
Q1 Identifier par l’observation et la documentation (diaporama de présentation) l’énergie électrique
d’entrée. Caractériser le type de cette tension, sa valeur, sa fréquence.
Analyse de la fonction « ALIMENTER » :
Q0
Q4
Q1
T1
Q2
Q3
Energie
d’entrée
Onduleur
autonome
ALIMENTER
Q2 En examinant les documents 1 et 2, associer à chaque constituant de la fonction « ALIMENTER »
précédente, une ou plusieurs propositions de la liste suivante :
- Produire la tension pour le circuit de commande.
- Sectionneur circuit de chauffage.
- Protection court-circuit.
- Protection différentielle.
- Disjoncteur général.
- Sectionneur circuit de malaxage.
- Sectionneur circuit du couvercle.
Q3 Caractériser les énergies disponibles en sorties de la fonction « ALIMENTER » (T1, onduleur, Q2, Q3).
Analyse de la fonction « CONVERTIR » :
altivar Moteur M1
Moteur M2
Résistances
chauffantes
CONVERTIR

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Le moteur M1 est alimenté par un variateur de vitesse ALTIVAR repéré A10 dans l’armoire.
Q4 A l’aide du document 2, préciser le type de conversion réalisé par ce constituant.
Les moteurs M1 et M2 du malaxeur sont identiques mais leur tension d’alimentation est différente : elle
engendre un couplage différent pour chaque moteur. En étoile (Y) pour l’un, en triangle( ∆ ) pour l’autre.
Q5 Sur la plaque signalétique du moteur M2 (couvercle), relever les grandeurs suivantes en considérant le
bon couplage (voir porte de l’armoire Habilis).
- vitesse de rotation
- courant nominal
- tension d’alimentation
- puissance mécanique nominale disponible sur l’arbre.
Q6 D’après le schéma de puissance du document réponse, le moteur du malaxeur tournera-t-il toujours à
la vitesse indiquée sur le moteur ?
Deuxième partie : mise en œuvre de l’ensemble
La plaque signalétique du moteur du malaxeur nous donne les informations suivantes :
Hz
Hp
kW
V
A
cos
ϕ
rpm
50
0,118
0,09
230/400
0,69/0,4
0,71
1420
Q7 Indiquer la puissance utile du moteur (1HorsePower = 736 W).
Q8 Déterminer le nombre de paire de pôles de ce moteur en justifiant votre réponse.
Q9 Indiquer la tension nominale aux bornes d’un enroulement du moteur de malaxage.
Q10 Donner le courant absorbé en étoile puis en triangle.
Q11 Quelle est la valeur et le type (mono ou tri) de la tension d’alimentation du variateur ?
Q12 Quelle est la valeur et le type (mono ou tri) de la tension de sortie du variateur ?
Q13 En déduire le couplage du moteur de malaxage.
2 Etude de la mise en service du variateur
Q14 Réaliser un montage permettant de visualiser le courant de sortie du variateur. Proposer un schéma
de mesure pour relever ce courant. (Placer le symbole de la pince à effet hall sur le schéma). Mesurer,
pour chaque vitesse de malaxage et à l’aide des curseurs, la fréquence de ce signal.
Déterminer approximativement les différentes vitesses de rotation du malaxeur en tours/minutes.
Q15 Comparer vos résultats avec les consignes de fréquence imposées par le variateur. Justifier.
Q16 Mesurer également, à l’aide d’un multimètre, la valeur de la tension de sortie du variateur. Que
remarquez-vous concernant les variations de tension et de fréquence?
cheur du variateur par exemple dans le menu SUP puis
Symbole d’une pince pour oscilloscope
Calibre de Pince : 100mV/A
Amplitude : 100mV/div.
Base de temps : 10ms/div.

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DOCUMENT REPONSE