conversion d`energie electromagnetique

UNIVERSITE DE LIEGE
Faculté des Sciences Appliquées
Département d’Electricité, Electronique et Informatique
Institut Montefiore
CONVERSION D’ENERGIE ELECTROMAGNETIQUE
Travaux Pratiques
3ème Bachelier Ingénieur Civil
Applied and Computational Electromagnetics
Professeur C.Geuzaine
Année Académique 2010-2011
Version 1.0 (9 février 2011)

« Rien de ce qui existe par nature ne peut être rendu autre par l’habitude : ainsi la pierre, qui
se porte naturellement vers le bas, ne saurait être habituée à se porter vers le haut, pas même
si des milliers de fois, on tentait de l’y accoutumer en la lançant en l’air ; pas davantage ne
pourrait-on habituer le feu à se porter vers le bas (…)
Pour les arts, au contraire, leur possession suppose un exercice antérieur. En effet, les choses
qu’il faut avoir apprises pour les faire, c’est en les faisant que nous les apprenons : par
exemple, c’est en contruisant qu’on devient constructeur, et en jouant de la cithare qu’on
devient cithariste (…)
Jouer de la cithare forme indifféremment les bons et les mauvais citharistes. On peut faire
une remarque analogue pour les constructeurs de maison et tous les autres corps de métier :
le fait de bien construire donnera de bons constructeurs, et le fait de mal construire, de
mauvais. En effet, s’il n’en était pas ainsi, on n’aurait aucun besoin du maître, mais on serait
toujours de naissance bon ou mauvais dans son art.
Aristote, Ethique à Nicomaque (II, 1)

INTRODUCTION
But des travaux pratiques
Les travaux pratiques ont pour but de permettre aux étudiants de travailler sur une installation
réelle comportant transformateurs, moteurs et générateurs et d’y relever des mesures de
tension, de courant, de vitesse et de couple. Les résultats de mesure seront comparés aux
courbes vues lors du cours théorique. Les manipulations donnent à la fois une illustration
directe de la théorie et une perspective pratique sur la conversion d’énergie
électromagnétique.
Modalités pratiques.
Les séances de laboratoire durent quatre heures, de 8h30 à 12h30 le matin et de 14h à 18h
l’après-midi. La préparation au laboratoire est nécessaire, vu la complexité de certaines
parties de la matière ainsi que les niveaux de tension et de courant mis en jeu lors des
manipulations. Chaque séance commence par une interrogation permettant de vérifier la
bonne préparation au labo. A la fin du laboratoire, chaque étudiant est amené à remettre un
calcul réalisé sur les mesures prises au laboratoire. Ce calcul constitue la seconde partie de
l’évaluation de labo.
Mesures de sécurité.
En vue d’assurer la sécurité de tous, quelques règles de base sont à respecter au laboratoire de
conversion d’énergie électromagnétique :
- Seuls les groupes qui travaillent sont admis à l’intérieur du laboratoire. Donc, il est demandé
aux étudiants de demeurer à l’extérieur du laboratoire jusqu’à l’arrivée de l’assistant. Les
groupes ayant terminé leurs manipulations devront quitter le laboratoire.
- Avant de mettre les machines sous tension, il faut impérativement appeler un assistant afin
de vérifier le montage ! Le groupe d’étudiant ne respectant pas cette consigne sera exclu du
laboratoire en cours.

Rappels
1 Les appareils de mesure
1.1 Grandeurs continues
Ces appareils dérivent du galvanomètre à cadre mobile. Ils sont identifiables par les signes suivants:
Le voltmètre est un galvanomètre avec une très grande résistance en série.
L’ampèremètre est constitué d’un millivoltmètre et d’un shunt.
mV
Deux grandeurs caractéristiques permettent de définir le shunt: le courant maximum permis et la chute
de tension correspondante.
1.2 Grandeurs alternatives
Ces appareils se distinguent par un signe schématisant une sinusoïde suivi généralement des
fréquences limites entre lesquelles ils doivent être utilisés.
1.2.1 Les ampèremètres
La plupart de ces appareils permettent une mesure directe d’un courant dont l’intensité maximale ne
dépasse pas 5 ou 6 A. Pour étendre leur gamme, on se sert d’un transformateur d’intensité (ou "TI")
comme intermédiaire.
50 A
25 A
10 A
K(P1)
0 A
l(s2)
k(s1)
A
Le secondaire du TI est le plus souvent prévu pour un
courant de 5 A maximum et plusieurs prises
autorisent le choix du rapport approprié.

Remarque :
On ne peut jamais ouvrir le circuit secondaire d’un Transformateur d’Intensité lorsqu’un
courant circule dans son bobinage primaire.
En effet, le TI entrerait en saturation (n1i1-n2i2 = …) et il y aurait apparition d’un tension induite très
grande au secondaire, avec risque de détérioration du matériel et danger pour l’utilisateur.
1.2.2 Les voltmètres
Leurs gammes sont assez étendues pour ne pas nécessiter lors des séances de laboratoires de
transformateurs de potentiel (ou "TP").