Télécharger - Génie Industriel

CüNTRCILE CCINTiNU N"I
ELFCTR.OTECH N I QU E ET I NTRODUCTITf\J
AUX MAC!.IINES ELECTRIQUES
RAPPEL : TOUTE TENTATIVE DE FRAUDE SËRA SANCTIONNEE SEVE.REMENT
LYER.CICE I (10 Points)
Faculté des Sciences et Techniques
Départernent : GENIE ELECTRIQUE
Licence Cénie indr.rstriel
L'atelier d'une usine de production comprend :
- Une machine (l ) qui consomme Fl : IOKW, avec
- Une rnachine (2) qui €onsomme un courant de
Arrière
- Un four électrique (résistances chauffantes) qui
Année 201 0/201 1
Le 12 avril 201 1
Durée : 2 heures
un facteur de puissance de 0,8 Arrière
l2=2AA, avec un facteur de puissance de 0,6
consomme P3:5KW.
v{t}= 2g1..ot *,
Fréquence : f:50H2
I . Calcr:iei. ia puissance a.etive totale consornmée par I'q!e_lier
z" calculer la puissance réactive tctale consommée par I'atelier'
3. Calculer la puissance apparente et le facteur de puissance
4. Calculer la valeur efficace du courant de ligne I'
5. Tracer sur le même graphe v(t) ei i(t)'
6. Donner I'expression complexe U et i
T. Tracer le diagramme vectoriel des grandeurs électriques de I'installation.
8. Donnerl'expression de,i'impédance Z équivalenteàl'installation: Z=R+jX
,, on branche en parallèle avec
i'installation
puissance ?
un condensateur de caPacité C:.l500pF. Quel est le nollveau facteur de
EXIR.CICE 2 (8 points)
Ui:e lnstallation électrique alimentée par le réseau triphasé 220l380V- 50Hz comprend
- Z rnoteurs asynchrones triphasés identiques de caractéristiques nominales :
?u:4,4 kbV, 11 : 0,85 et cos ç: 0,8
- "l résistances de chauffage mtntées en triangle : R=50()
- 3 contjensateurs de capacité C montés en étoile : C:22A*F
l- euelles sûnt les valeurs des intensités de courant dans les divers circuits ?
2- Ca[culer i'intensité du courant consolnmé par I'installation ?
:* iluel est le facteur de puissance giobat de I'instaiiation ?
,1- ün r§ïesure ia puissance totale absorbée par la méthode des deux wattmciïrts. Quelles seront
ies indicati*ns i'ele'.rées ?
ur améiiorer le facteur de puissance de I'installatio

U N IVERSITE ABDELMALEK ESSAADI
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES - TANCER
LICENCE GENIE INDUSTRIEL
TANGER LE 101041201o
DUREE: 2H
CONTROLE CONTINU N'I
ELECTROTECHNIQUE ET MACHINES ELECTRIQUES
Question de cours (5 points)
L Donner la définition de la puissance active.
2. Donner la définir d'un facteur de puissance.
3. Que veut dire « compensation de l'énergie réactive », quels sont ses avantages ?
4. Quelles sont les conditions à remplir pourqu'un système de tensions (vl, v2, v3) soit
équilibré ?
5. Expliquer la méthode de mesure de puissance en triphasé dite « méthode des deux
wattmètres ». quelles sont les conditions de sa validité ?
EXERCICE I (4 points)
Un récepteur, d'impédanceZ, est soumis à une tension u(t) et absorbe un courant i(t). On
donne :
.1t lf
U =100.e"6 et I =5.e'6 ,1
l. Donner I'expression du courant instantané i(t) et la tension instantanée u(t).
2. Tracer i(t) et u(t)
3. Donner l'expression de I'impédanceZ
4. Donner l'expression de la puissance active.
EXERCICE 2 (6 points)
U:220Y, f=50H2
Une installation est composée de deux récepteurs :
Récepteur I :four électrique équivalent à une résistance pure R=l0o
Récepteur 2 : absorbe un courant de 20A avec un facteur de puissance cos<p2:0.6 AR.
L Donner l'expression de I'impédance 22:*Z+iX2 modélisant le récepteur 2
2. Calculer la valeur efficace du courant de ligne I
3. calculer la valeur de la puissance active, puissance réactive et puissance apparente de
I'in stallation.
4. Calculer le facteur de puissance de I'installation
U2

5. Quelle capacité C faut-il mettre en parallèle avec les récepteurs pour que le facteur de
puissance de I'installation soit de l.
6. Quelle sera la nouvelle valeur de I et le nouveau facteur de puissance si on a placé un
condensateur de capacité 2C.
EXERCICE 3 (8 points)
Une installation triphasée est alimentée avec un système de tension triphasé équilibré
22AV I 3BOV-50H2.
L'installation est constituée des éléments suivants :
- Un four électrique triphasé, trois fils, de puissance égale à 2000W,
- Un moteurasynchrone dont la plaque signalétique porte les indications: 2201380V,
50H2, cosg:0.8, [=O.9 \{L*t
- 6 tubes fluorescents répartis sur les trois phases, les caractéristiques de chaque tube
sont les suivantes : 60W, 22OY, cosg:O.7
I . Donner le schéma de I'installation
2, Faire le bilan de puissance active et réactive de tous les éléments
3. Calculer la puissance active totale, la puissance réactive totale et la puissance apparente
totale
4. Calculer le courant absorbé par l'installation
5. C+!euler le factsur de puissance de l'installation
6. Calculer la batterie de condensateurs, montés en triangle, à brancher eil para-llèie avec
I'installation pour améliorer le facteur de puissance à l. Calculer le courant qui traverse
chaque condensateur.
7. quelles seront les indications des wattmètres si on utilise la méthode des deux
wattmètres pour la mesure des puissances ?
-.
2t2

Faculté des Sciences et Techniques
Département : CENIE ELECTRIQUE
Licence Cénie industriel
kr\
MODU LE ELECTROTECHNIQUE
5r-f,,r lxl
Exercice L
Un récepteur triphasé est relié au réseau 2301400V et peut être câblé en étoile ou en triangle.
L'impédance de chacune de ses phases vaut 10+l5j
Calculerpour chaque couplage :
^ oLe courant par phase
Lo Le courant de.ligne -
Année 2011 12012
0+ t ,,'il\'d»
P n *l{ "À
? . Lapuissance active par phase(puis la puissance active totale par deux méthodes différentes
t. La puissance apparente par phase puis la puissance apparente totale.
Comparer les puissances totales pntre les deux couplages
Exercice 2
Le primaire d'un transformateur est alimenté sous 220 V, 50 Hz. La section droite de son circuit magnétique est de
10 cm2 et le champ magnétique maximal qui y règne est de 1 T. Le rapport de transforrnation est de 0,06.
1- Calculer le nombre de spires des deux enrôulements.
. 2- Le circuit magnétique dü transformateur est modélisé par un milieu linéaire de perméabiiité relative
pr=5d00. Sa longueur moyenne I est de 60 cm.
-& Calculer le courant au primaire qu*nC ie secondaire est à vide (courant magnétisant).
b- Le.seconclaire est reiié,à une résistance R = 5 O. Calculer les courants au primaire et au secondaire du
' ".Transformateur- i
c- è;ilË;;;;i*unJ" apparente et son facteu, d" puirrun.e primaire.
Exercice 3 ,rr tr3 d'r'
Les essais d'un transfbrmateur monophasé 220Y I 24y ,50H2, 200 VA sont les suivants :
o Essai en continu au primaire ; Ul = 6 V ; 11 = 0,95 A.
o Essai à vide : Ul=220Y, P1v=6W , Ilv=0,1 LA etU2v=24 Y .
" Essai en court - circuit : I2cc =I2N , Plcc=l lW , Ilcc=O,91A et Ulcc=20V.
1- Calculer ia résistance cle l'enroulement clu piimaire Rl.
2- Proposer un montage permettant de réaliser I'essai à vide.
3- En déduire de cette essai : le rapport de transformation m ; les pertes par effet Joule à vide ; les pertes dans
le fer Pfv et montrer clue Plv = Pfv.
4- Proposer un montage permettant cle réaliser I'essai en court - circuit.
5- En ddduire de cette cssai : Les pertes par effet Joule en court - circuit (peut -on négliger les pertes dans le
fer ?) ; la résistance RS et la réactance XS des enroulements ramenés au secondaire ; le modèle équivalent
vu du secondaire.
6- Le transformateur, alimenté au primaire sous la tension nominale, débite un courant 12= 8,3 A daris une
charge inductive de fhcteur de puissance 0,8. Déterminer graphiquement Ia tension secondaire LJ2 en
charge et en déduire la valeur cle la chute de tension secondaire en charge. Véritier ces résultats par le
calcul.
7- Calculer Ie rendement 1 de ce transformateur.
L/2

Exercice4 1fiftW Ii
L'étude d'un transformateur monophasé a donné les résultats suivants :
Mesure en continu des résistances des enrgulements à la température de fonctionnement :
rl=0,2C1 et12= 0,007Q.
Essai à vide : Ul = U1n=2300 V ; U2v=24Ay ; I1v=1,0 A et Plv=275 W.
Essai en court-circuit : Ulcc=40 V ; I2cc=200.
l- Calculcr lc rapport clc translbrrnation rn.
2- Montrer que dans I'essai à vide les pertes Joule sont négligcablcs devant PlV.
3- Déterrniner Ia valeur tlc la résistance ramenée au secondaire RS.
4- Calculer la valeur de P lCC.
5- Déterminer XS.
6- Déterrniner par la méthode de votre choix, la tension aux bornes clu secondaire lorsqu'il clébite un courant
d'intensité 12 = 180 A dans une charge capacitive de facteur de puissance 0,9.
7- Quel est alors Ie rendement ?
2/2