Problème 1 Un moteur asynchrone triphasé fonctionne correctement

Problème 1
Un moteur asynchrone triphasé fonctionne correctement si chacun de ses trois enroulements
est soumis à la tension de 380 V.
1. Ce moteur peut fonctionner sur deux réseaux triphasés différents. Pour chacun de ces
réseaux, préciser :
 les valeurs des tensions simples et composées,
 le mode de couplage du moteur.
2. Le réseau dont on dispose est celui pour lequel le moteur doit être couplé en triangle. La
plaque à bornes du moteur en comporte six. deux par enroulement.
Compléter le schéma (figure 1) en indiquant les liaisons électriques à réaliser pour connecter
le moteur au réseau.
Problème 2
On désire assurer la ventilation d’un parc de stationnement souterrain à l’aide de plusieurs
ventilateurs. Chaque ventilateur est actionné par un moteur asynchrone triphasé, possédant
deux paires de pôles, et alimenté par un système triphasé de tensions 22OV/ 380 V; 50Hz. Les
moteurs sont identiques.
On désigne par :
TU le moment du couple utile d’un moteur;
TR le moment du couple résistant d’un ventilateur;
n la fréquence de rotation de chaque groupe moteur - ventilateur.
La caractéristique TU = f(n) d’un moteur est une portion de droite passant par deux points
dont les coordonnées sont :
(20 Nm ; 1 425 tr.min-1) et (0 Nm ; 1 500 tr.min-1)
La caractéristique TR = f(n) d’un ventilateur est représentée sur le document - réponse.
1. Déterminer graphiquement les coordonnées du point de fonctionnement d’un ensemble
moteur - ventilateur.
Echelles : 1 div. pour 10 tr/min-1 et 1 div. pour 1 Nm.
2. Des résultats précédents, déduire la puissance utile d’un moteur et son glissement.
Pour le point de fonctionnement déterminé ci-dessus, le facteur de puissance de l’installation
est cos = 0.77 et la valeur efficace de l’intensité du courant en ligne est I=5,6A.
3. Calculer la puissance reçue par chaque moteur et son rendement.
Problème 3
Un moteur asynchrone triphasé hexapolaire (6 pôles) est alimenté par le secteur : 220 V / 380
V, 50 Hz. Sur la plaque d‘identification de ce moteur, on peut lire : 380 V / 660 V, 50Hz.
1. Quelle est la valeur efficace de la tension appliquée à chaque enroulement du stator au
régime nominal?
Quel doit être alors le couplage des enroulements du stator?
Compléter le schéma de la plaque à bornes sur le document - réponse 1 en plaçant les
barrettes de couplage.
2. Lors d’un essai en charge, à la fréquence de rotation n = 975 tr / min, l’intensité efficace
du courant en ligne est de 5,0A et le facteur de puissance est de 0,75. Calculer
2.1.la fréquence de synchronisme nS du moteur et son glissement g.
2.2.la puissance reçue par le moteur lors de cet essai,
2.3.la puissance PTR transmise au rotor, sachant que les pertes au stator valent 200 W,
2.4.la puissance utile et le moment du couple utile si les pertes mécaniques sont négligées
et les pertes par effet Joule au rotor égales à g.PTR
3. À l’aide de plusieurs essais en charge on a relevé la caractéristique mécanique T1, = ~(II)
de ce moteur (voir document - réponse n° 2).
Le moteur doit entraîner une machine dont le moment du couple résistant est donné par la
relation :
TR=20+0,020 n (TR,: Nm , n : tr/min)
Déterminer graphiquement la fréquence de rotation de l’ensemble.
4. Quel dispositif électronique peut-on utiliser pour obtenir un réglage aisé de la vitesse de
ce moteur?
Problème 4
1. Etude du moteur
Les essais du moteur asynchrone triphasé sur un réseau de tension composée U = 220 V entre
phases et de fréquence .f=50Hz ont donné les résultats suivants :
* à vide :
IV = 2 A. P = 210W, nV=nS=1000tr/min;
* en charge :
I=6,9A PA =2100W et n = 960tr/min;
* la résistance du stator mesurée entre 2 bornes de phases est Rph=1,2
1.1. Déterminer, à partir de l’essai à vide, les pertes dans le fer du stator et les pertes
mécaniques en les supposant égales entre elles.
Dans la suite du problème. on prendra :
pfs = pM = 100 W
1. 2. Déterminer pour l’essai en charge :
1. 2. 1. le glissement g,
1. 2. 2. le facteur de puissance,
1. 2. 3. les pertes par effet Joule au stator,
1. 2. 4. les pertes par effet Joule au rotor,
1. 2. 5. la puissance utile Pu,
1. 2. 6. le moment du couple utile Tu.
2. Fonctionnement du moteur sur onduleur
Le moteur est alimenté par un onduleur qui délivre un système triphasé de tensions dont la
valeur efficace U et la fréquence f sont réglables mais telles que le rapport U/f reste constant.
Le moteur est accouplé à une machine dont le moment du couple résistant est constant :
TR=20Nm
2. 1. On fixe la tension à la valeur U1=220 V et la fréquence à f1 = 50Hz,
Tracer, sur papier millimétré, entre 700 et 1 000tr/min , les caractéristiques Tr (n) et T U (n)
sachant que la caractéristique du moteur, dans sa partie utile, est une droite passant par le
point :
P0 ( n = 960tr/min , T, = l7,3Nm)
On utilisera les échelles suivantes : 1 cm  1Nm ; 1 cm  20tr/min
En déduire la fréquence de rotation n1 du groupe.
2. 2. On règle la fréquence à f2 = 40 Hz. Tracer la nouvelle caractéristique du moteur sachant
que si U/f = constante, celle-ci est parallèle à la première.
En déduire la nouvelle fréquence de rotation n2 du groupe.
Problème 5 :
Un moteur asynchrone triphasé, porte les indications suivantes : 220 V / 380 V, 50Hz.
II est alimenté par un réseau triphasé : 220 V / 380 V, 50 Hz.
Lors du fonctionnement à vide, on mesure la fréquence de rotation du moteur : nV=1490tr/min
En charge nominale, la fréquence de rotation est n=1425tr/min et le moment du couple utile
est alors TU=20Nm.
1. Comment doit-on coupler le stator sur le réseau utilisé?
La plaque à bornes est représentée sur la figure 1.
Compléter ce schéma en représentant les lignes du réseau et les liaisons électriques à
effectuer.
2. Quel est le nombre de pôles du champ tournant produit par le stator?
3. Déterminer le glissement à vide gV
4. Le moteur entraîne une pompe dont la caractéristique mécanique est représentée sur la
figure 2. On admet que la caractéristique du moteur TN(n) est rectiligne dans sa partie
utile.
4.1.Par une méthode graphique, déterminer la fréquence de rotation de l’ensemble moteur
- pompe.
4.2.Quelle est la puissance utile fourme par le moteur?
figure pb2 et pb5