Étude du moteur asynchrone triphasé - Sn-Bretagne

TP N° 08 : Le Moteur à courant
continu
DÉROULEMENT DE LA SÉANCE
TITRE
ACTIVITÉS PROF
ACTIVITÉS ÉLÈVES
MOYEN
DURÉE
-
Fin du T.P. { 4 heures}
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Tableau de comité de lecture
Date de lecture
13 décembre 2003
Lecteurs
CROCHET David
Observation
Première écriture et réaménagements mineurs
Remarques rédacteur
Date modifications
13 décembre 2003
Quote of my life :
Fournir ma contribution aux autres est ma philosophie.
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Si vous avez lu ce T.P. et que vous avez des remarques à faire, n'hésiter pas et écrivez-moi à l'adresse suivante :
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Professeur de Génie électrique
Lycée Jean GUEHENNO
 Un dossier élève (pages 4 à -)
Rue pierre Huet
 Un dossier prof (pages - à - )
61100 FLERS
 Un dossier ressource (page - à -)
(Adresse valable jusqu'au 30/06/2005)
 Un transparent (page - )
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TP N° 08
Le moteur à courant continu
Niveau : Tale BEP ELEC
Lieu : Salle de mesure
Durée : 4 heures
Organisation : groupe ½ classe, travail par binôme
LIAISON AU RÉFÉRENTIEL

PRÉ-REQUIS
Les élèves doivent être capables :
OBJECTIFS
Les élèves devront être capables de :
NIVEAU D'APPRENTISSAGE
-
Apprendre à (savoir intégré)
Apprendre à (savoir actif)
MÉTHODE
-
Active
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EXPÉRIMENTATION SCIENTIFIQUE
B.E.P. ELEC
MESURES ET ESSAIS
DOSSIER PÉDAGOGIQUE
TP N° 08
Le moteur a
courant continu
Objectif :
- Étudier le fonctionnement d'un moteur a courant continu
- Effectuer des mesures électriques de tension courant et puissance
-
Matériel :
- 1 Moteur à courant continu
- 1 voltmètre
- 1 ampèremètre
- 1 centrale de mesures mécaniques
Documents :
- Formulaire
- Cours de techno-schéma
- Cours de mesures et essais
Secteur : Salle de mesure et d'essais
Durée : 4 heures
Nom, Prénom :
Classe, Groupe :
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TP 8 - Étude du moteur a courant continu
1. But
Le moteur a courant continu sera étudié sur plusieurs T.P.. Nous allons voir les
caractéristiques du moteur a courant continu et de son comportement en fonction
de sa charge.
2. Partie Théorique : Installation triphasée
3 Récepteurs couplés en étoile sur un réseau 230/400 V AC, 50 Hz.
Les caractéristiques des récepteurs :
- Récept. 1 (Entre Ph. 1 et neutre) : Une bobine R1 = 10  - L1 = 0,2 H
- Récept. 2 (Entre Ph. 2 et neutre) : Un résistor R2 = 50 
- Récept. 3 (Entre Ph. 3 et neutre) : Un condensateur C = 100µF
2.1. Dessiner le schéma de ce montage
2.2. Déterminer l'impédance (Z) et le facteur de puissance (cos ) de chaque
récepteur
N.B. : cos  =
R
Z
2.3. Calculer le courant (I) qui circule dans chaque phase
3. Partie théorique : Rhéostat et résistance de protection
Rh
Rp
R
Un inducteur de machine à courant continu
possède une résistance de valeur R = 183 ,
son intensité nominale est In = 1,2 A. On
dispose d'une source d'alimentation de 240 V.
On souhaite rendre variable l'intensité dans cet
inducteur entre 0,4 et 0,8 A.
3.1. Calculer la valeur de la résistance de protection Rp permettant de limiter
l'intensité dans le circuit à Imax = 0,8 A (lorsque le réhostat Rh est à zéro)
3.2. Calculer la résistance du rhéostat Rh permettant d'ajuster l'intensité à
Imin = 0,4 A
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4. Partie théorique : le quadripôle
R1
Les caractéristiques de la diode Zéner
Vz = 12 V
Is
Ie
Ue
Us
R2
Les caractéristiques de la source
Ue = 20 V
Autres caractéristiques :
R1 = 20  R2 = 40 
Iz
4.1. Indiquer la valeur de la tension Us
4.2. Calculer la valeur du courant Is
4.3. Calculer la tension aux bornes de la résistance R1
4.4. Calculer la valeur du courant Ie
4.5. Calculer la valeur du courant Iz
5. Partie pratique : Moteur a courant continu, n = f (U)
5.1. Le moteur à courant continu est composé de deux enroulements comme sous
le schéma ci-dessous. Indiquer comment mesurer les différents contrôles de
mesures d'isolement
1
3
M
2
5.2. Effectuer les mesures et reporter les résultats sous formes de tableau et
indiquer si les mesures d'isolement sont correcte
5.3. On désire relevé la caractéristique n = f (U) Effectuer différents points de
mesures sur brouillon que vous reportez sur votre compte rendu sous forme de
tableau
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A
A
Rhéostat de
protection
0 – 240 V DC
8A
induit
V
M
inducteur
220 V DC
2A
5.4. Effectuer la courbe n = f (U) et concluez sur sa forme
5.5. Ressortir une équation de la forme n = k U de la courbe en indiquant l'unité
de k
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EXPÉRIMENTATION SCIENTIFIQUE
B.E.P. ELEC
MESURES ET ESSAIS
DOSSIER PROFESSEUR
TP N° 08
Le moteur a
courant continu
Objectif :
- Étudier le fonctionnement d'un moteur a courant continu
- Effectuer des mesures électriques de tension courant et puissance
-
Matériel :
- 1 Moteur à courant continu
- 1 voltmètre
- 1 ampèremètre
- 1 centrale de mesures mécaniques
Documents :
- Formulaire
- Cours de techno-schéma
- Cours de mesures et essais
Secteur : Salle de mesure et d'essais
Durée : 4 heures
Nom, Prénom :
Classe, Groupe :
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TP 8 - Étude du moteur a courant continu
1. But
Le moteur a courant continu sera étudié sur plusieurs T.P.. Nous allons voir les
caractéristiques du moteur a courant continu et de son comportement en fonction
de sa charge.
2. Partie Théorique : Installation triphasée
3 Récepteurs couplés en étoile sur un réseau 230/400 V AC, 50 Hz.
Les caractéristiques des récepteurs :
- Récept. 1 (Entre Ph. 1 et neutre) : Une bobine R1 = 10  - L1 = 0,2 H
- Récept. 2 (Entre Ph. 2 et neutre) : Un résistor R2 = 50 
- Récept. 3 (Entre Ph. 3 et neutre) : Un condensateur C = 100µF
2.1. Dessiner le schéma de ce montage
L1
L2
L3
10 
50 
100 µF
0,2 H
N
2.2. Déterminer l'impédance (Z) et le facteur de puissance (cos ) de chaque
récepteur
N.B. : cos  =
R
Z
Z1 = R12  L1ω2 = 10²  0,2  2π  502
Z1 = 100  3950 = 63,6
Z1 = 63,6 
Z2 = R2 = 50
Z2 = 50 
1
1
Z3 =
=
= 31,8
-6
Cω 100.10  2  π  50
Z3 = 31,8 
cos 1 =
R
10
=
= 0,157
Z
63,6
cos 1 = 0,157
cos 2 =
R
50
= =1
50
Z
cos 2 = 1
cos 3 =
R
0
=
=0
Z
31,8
cos 3 = 0
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2.3. Calculer le courant (I) qui circule dans chaque phase
I1 =
U
230
=
= 3,62
Z1 63,6
I2 =
I1 = 3,62 A
U
230
=
= 4,6
50
Z2
I3 =
I2 = 4,6 A
U
230
=
= 7,23
Z3
31,8
I3 = 7,23 A
3. Partie théorique : Rhéostat et résistance de protection
Rh
Rp
R
Un inducteur de machine à courant continu
possède une résistance de valeur R = 183 ,
son intensité nominale est In = 1,2 A. On
dispose d'une source d'alimentation de 240 V.
On souhaite rendre variable l'intensité dans cet
inducteur entre 0,4 et 0,8 A.
3.1. Calculer la valeur de la résistance de protection Rp permettant de limiter
l'intensité dans le circuit à Imax = 0,8 A (lorsque le réhostat Rh est à zéro)
U = RI = (Rh + Rp + R)I  Rp =
Rp =
U
– R – Rh
I
240
– 183 – 0 = 300 – 183 = 117
0,8
Rp = 117 
3.2. Calculer la résistance du rhéostat Rh permettant d'ajuster l'intensité à
Imin = 0,4 A
U = RI = (Rh + Rp + R)I  Rh =
Rh =
U
– R – Rp
I
240
– 183 – 117 = 600 – 183 – 117
0,4
Rh = 300 
4. Partie théorique : le quadripôle
R1
Les caractéristiques de la diode Zéner
Vz = 12 V
Is
Ie
Ue
Us
Iz
R2
Les caractéristiques de la source
Ue = 20 V
Autres caractéristiques :
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R1 = 20  R2 = 40 
4.1. Indiquer la valeur de la tension Us
Us = Vz = 12
Us = 12 V
4.2. Calculer la valeur du courant Is
Is =
12
Us
=
= 300.10-3
40
R2
Is = 300 mA
4.3. Calculer la tension aux bornes de la résistance R1
UR1 = Ue – Us = 20 – 12 = 8
UR1 = 8 V
4.4. Calculer la valeur du courant Ie
Ie =
U R1
R1
=
8
= 400.10-3
20
Ie = 400 mA
4.5. Calculer la valeur du courant Iz
Iz = Ie – Is = 400.10-3 – 300.10-3 = 100.10-3
Iz = 100 mA
5. Partie pratique : Moteur a courant continu, n = f (U)
5.1. Le moteur à courant continu est composé de deux enroulements comme sous
le schéma ci-dessous. Indiquer comment mesurer les différents contrôles de
mesures d'isolement
1
3
M
2
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5.2. Effectuer les mesures et reporter les résultats sous formes de tableau et
indiquer si les mesures d'isolement sont correcte
5.3. On désire relevé la caractéristique n = f (U) Effectuer différents points de
mesures sur brouillon que vous reportez sur votre compte rendu sous forme de
tableau
A
A
Rhéostat de
protection
0 – 240 V DC
8A
induit
V
M
inducteur
220 V DC
2A
5.4. Effectuer la courbe n = f (U) et concluez sur sa forme
5.5. Ressortir une équation de la forme n = k U de la courbe en indiquant l'unité
de k
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