Brochure de Travaux Pratiques Electrotechnique Fondamentale II

S. BENSAID UNIVERSITE de BOUIRA 2015
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Brochure de Travaux Pratiques
Electrotechnique Fondamentale II
Pour Licence & Master
Réalisé par,
Mr. BENSAID Samir
Maitre de conférences classe A
Département de Génie électrique
Copyright 2015
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE DE BOUIRA
FACULTE DES SCIENCES ET DES SCIENCES APPLIQUEES
Département de Génie Electrique

S. BENSAID UNIVERSITE de BOUIRA 2015
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Contenu
Présentation de la Brochure ……………………………………………………………………………………………….…………….....… page 03
TP N° 1 Modèle électrique d’un transformateur monophasé………………………………………………………….…….….. page 04
TP N° 2 Essais en charge d’un transformateur monophasé……………………………………………………………………….page 07
TP N° 3 Essais sur un transformateur triphasé. ……………………………………………………………………………………….page 10
TP N° 4 Paramètres du modèle électrique et diagramme vectoriel d’un moteur Asynchrone bobiné……….... page 15
TP N° 5 Essais en charge et relevé des caractéristiques d’un moteur Asynchrone à rotor bobiné………..……...page 19
TP N° 6 Identification des paramètres du modèle vectoriel de la génératrice synchrone. ……….……..................page 21
TP N° 7 Caractéristiques d’une génératrice à courant continu (shunt et séparée, autoamorçage).……….…….... page ?
TP N° 8 Caractéristiques d’un moteur à courant continu (shunt et série, rhéostat de démarrage).…….…….…...page ?

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Présentation de la Brochure
Cette brochure de travaux pratiques est destinée aux étudiants de deuxième année Licence
électrotechnique. Elle peut être également utilisée par les étudiants de troisième année Licence
Electromécanique.
Elle contient les essais caractéristiques sur l’ensemble les transformateurs monophasés et triphasés ainsi
que les machines électrique à courant continu et alternatif.
La succession des travaux pratiques en machines électriques peuvent être abordés de plusieurs façons.
Nous avons choisie ici de commencer par les transformateurs monophasés. Sur ces transformateurs,
l’étudiant s’initie à l’identification des paramètres d’un modèle électrique. Ensuite utiliser le modèle
identifié pour prévoir le fonctionnement du transformateur. Valider le modèle par une comparaison entre
les points de fonctionnement prévus avec les points prélevés expérimentalement.
Le TP sur le transformateur triphasé permet l’élargir l’étude aux systèmes triphasés.
Pour les machines tournantes, il est plus commode de commencer par les machines à courant continu qui
sont plus simple à étudier. Mais comme la machine asynchrone est un convertisseur rotatif qui possède
un modèle identique, à coefficient près, à celui du transformateur, nous avons donc préféré de continuer
sur les machines à courant alternatif.
Les machines à courant continu sont étudiées à la fin de cette brochure.
Remarques importantes :
 Cette brochure doit être rendue au chargé de TP à la fin du semestre d’étude.
 La partie préparatoire est à rendre chaque fin de séance du TP (en fonction de l’état d’avancement
en cours).
 La deuxième partie des comptes rendus du TP doivent être obligatoirement rendus Chaque TP
suivant.

TP Electrotechnique Fondamentale II Licence Electrotechnique
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TP N°1
Transformateur monophasé
Modèle électrique
Objectifs visés par le TP
L’objet de ce TP est l’étude du transformateur de tension monophasé. Les éléments du modèle électrique
équivalent seront déterminés à l’aide des essais à vide et en court-circuit.
Le modèle électrique de STEINMETZ (figure ci-dessous) correspond à une approche physique du
transformateur où les effets du primaire et du secondaire sont clairement séparés.
Modèle électrique équivalent du transformateur monophasé (modèle de STEINMETZ utilisé par les constructeurs)
Mais le modèle de STEINMETZ est très difficile à identifier. On se propose donc d’identifier le modèle
suivant, plus simple à identifier, donc plus couramment utilisé :
Modèle électrique équivalent du transformateur monophasé avec résistances et inductances de fuites vue du secondaire
Soient les caractéristiques suivantes, lues sur la plaque signalétique d’un transformateur :
- 220 /24V
- 100 VA
- 50 HZ
Matériel Nécessaires :
- 01 transformateur monophasé (100 VA, 230V/24V)
- 01 autotransformateur monophasé (0-250V, 5A)
- 02 Multimètres,
- 01 Wattmètre numérique,
- 01 Alimentation Continue.
Rappel théorique :
a. Essai à vide (grandeurs indicées 0). Cet essai se fait sous la tension primaire nominale. (→ U
10
= U
1n
)
 Rapport de transformation
i
1
' i
2
u
2
u
1
• •
i
1
R
µ
L
µ
e
2
e
1
m
Transformateur idéal
i
µ
R
p
l
p
i
1
' i
2
u
2
u
1
• •
i
1
R
µ
L
µ
e
2
e
1
m
Transformateur idéal
R
2
l
2
i
µ
R
1
l
1

TP Electrotechnique Fondamentale II Licence Electrotechnique
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Les mesures sont effectuées à l’aide des appareils numériques en position AC ou avec des appareils à aiguille du type
ferromagnétique.
A vide (i
2
=0), les pertes Joule dans le cuivre sont négligeables car i
10
est faible (i
10
= i
μ
+m i
2
= i
μ
).
 Résistance modélisant les pertes dans le fer.
P
10
Puissance active mesurées par le wattmètre.
A vide, les pertes Joule dans le cuivre sont négligeables car i
10
est faible (i
10
= i
μ
).
On a également : 
 !" Composante active du courant magnétisant
#
!$%" Composante réactive du courant magnétisant
&%"
#
avec  !"
b. Essai en court-circuit (grandeurs indicées cc)
Cet essai se fait pour un courant secondaire égal au courant nominale (→ I
2cc
= I
2n
)
Attention : Cet essai se fait sous tension réduite. En général : U1cc ~ U1n/10
D’après le modèle équivalent du transformateur, la maille du secondaire en court-circuit permet de calculer les
éléments R
s
et l
s
.
Le diagramme vectoriel du transformateur se réduit au triangle de Kapp.
On peut voir que :
! !
'
!
La mesure de P
cc
permet, comme la tension au primaire (U1) est réduite (pertes fer négligeable), de déterminer les
pertes Joule dans le cuivre donc la résistance R
s
: 
!
D’où :
!