compte rendu machine asynchrone PDF

Preview

Summary

UNIVERSITÉ SIDI MOHAMED BEN ABDELLAH ÉCOLE SUPÉRIEURE DE TECHNOLOGIE - FES Licence Professionnelle Filière : Technologie des Energies Renouvelables Et Efficacité Energétique TP: détermination des ca acté isti ues d’une MAS étude d’une géné at ice hype synch one Réalisé et présenté par : Encadré par ...

Description

Accelerat ing t he world's research.

compte rendu machine asynchrone Yassin Abyay

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

UNIVERSIT É SIDI MOHAMED BEN ABDELLAH ÉCOLE SUPÉRIEURE DE T ECHNOLOGIE -FES Yassin Abyay

FORMAT ION CONT INUE -T ECHNICIENS SUPERIEURS -INGENIEURS ELECT ROT ECHNICIENS Edit ion revu… Noureddine ELBOUZIDI Cours de Machines Elect riques AC Licence LMD -Réseaux élect riques 2013/2014 Nat han Scot t

UNIVERSITÉ SIDI MOHAMED BEN ABDELLAH ÉCOLE SUPÉRIEURE DE TECHNOLOGIE - FES

Licence Professionnelle Filière : Technologie des Energies Renouvelables Et Efficacité Energétique

TP: détermination des ca acté isti ues d’une MAS étude d’une géné at ice hype synch one Réalisé et présenté par :  

Yassine ABYAYE Abdellah IDRISSI

Encadré par : Mr. Rachide EL-BACHTIRI

ESTF - BP : 2427 Route Imouzzer - Fès Maroc Tél : 05 35 60 05 84/85/86/87 - Fax : 05 35 60 05 88 - Site web : www.est-usmba.ac.ma

Année Universitaire :2017 - 2018

Introduction Le moteur asynchrone triphasé est largement utilisé dans l'industrie, sa simplicité de construction en fait un matériel très fiable et qui demande peu d'entretien. Il représente plus de 80% du parc moteur électriques utilisés pour transformer l e gie le t i ue e énergie mécanique.

Généralement un MAS est constitué de : -Une partie fixe, appelée le stator qui comporte le bobinage Une partie rotative, le rotor qui est bobiné en cage d'écureuil

Les circuits magnétiques du rotor et du stator sont constitués d'un empilage de fines tôles métalliques pour éviter la circulation de courants de Foucault.

Schéma de principe :

Principe de fonctionnement :

Le p i ipe des oteu s as h o e side da s l utilisatio d u ha p ag ti ue tournant produit par des tensions alternatives. La circulation d'un courant dans une bobine crée un champ magnétique B.

Ce champ est dans l'axe de la bobine, sa direction et son intensité sont fonction du courant I. C'est une grandeur vectorielle. Le stator des MAS supporte trois enroulements, décalés de 120°, alimentés par une tension alternative triphasée. Ces trois bobines produisent un champ magnétique variable qui à la particularité de tourner autou de l a e du stato suiva t la f ue e de la te sio d ali e tatio , e ha p magnétique est appelé champ tournant. Le ha p tou a t stato i ue vie t i dui e des ou a ts da s le oto , l i te a tio e vert) entraine la rotation du rotor à une fréquence légèrement inférieure à celle du champ tournant

Schéma équivalent

Avec le stator alimenté par 3 tensions triphasés et équilibrées, l'analogie avec le principe de fonctionnement du transformateur, un premier circuit équivalent peut être proposé, avec deux fréquences différentes.

Signification physique des composants:

 L i du ta e de fuite o espo d au flu de fuite da s le stator et le rotor (flux qui ne traversent pas le fer)  l'inductance magnétisante tient compte de la présence de l'entrefer qui a une haute reluctance magnétique  En comparaison avec les transformateurs, le courant ag tisa t I est pas fai le pa rapport au courant nominal (réluctance de entrefer) Circuit équivalent ramené à la fréquence du stator

 La valeur fictive de la résistance du rotor ‘ / g prend en compte toute la puissance transmise du stator au rotor (également la puissance mécanique) La sista e fi tive ‘ /g d pe d du glisse e t, et peut t e s pa série.

e deu résistances en

 R'r Représente les pertes par effet Joule dans les circuits de rotor



est une résistance fictive qui représente la puissance électrique

convertie en énergie mécanique

Bilan de puissance

Puissance absorbée

Pertes joules au stator

 Pertes fer

 Puissance transmise du stator au rotor  Pertes joule rotor

 Puissance convertie en puissance mécanique

-Qd le rotor est fixe (g = 1) toute la puissance transmise est dissipée dans le rotor -Qd le oto est o ile g≠1 la f a tio 1-g) / g est convertie en puissance mécanique

 Couple électromécanique

 Pertes mécaniques dues aux frottements et ventilation - Pmeca  Lorsque la machine fonctionne en moteur, le couple de sortie disponible à l'arbre est égal au couple électromagnétique produit, diminué du couple due aux frottements et de ventilation

Fonction en hyper synchrone et hyposhynchrone

Avec une tension d'alimentation fixe (en amplitude et en fréquence), la caractéristique de couple en fonction du glissement peut être déterminée.

Caractéristique du couple en fonction de la vitesse du rotor

BUT de la manipulation Le ut e TP est l tude du

oteu as

h o e t iphas , ette tude o e e :

 La le tu e des pla ues sig al ti ues e a al sa t les i di atio s u elle o po te Essai en continue de la machine pour mesure les résistances statoriques et rotoriques.  La alisatio d u essai au synchronisme de la machine asynchrone Pour trouver les valeurs des éléments, on effectue 3 essais :  un essai en continu pour mesurer la résistance statorique par phase.  un essai à rotor bloqué pour déterminer la résistance du rotor et la réactance de fuite au rotor.  un essai au synchronisme (à vitesse de synchronisme) pour obtenir les pertes dans le fer da s ‘fe et l i du ta e ag tisa te Xfe .

I. Lecture de la plaque signalétique :

Relèvement des données de la plaque signalétique et explication des indications u elle po te : La plaque signalétique représente la carte d'identité d'un moteur, tous les renseignements utiles y sont répertoriés, ces renseignements correspondent aux grandeurs nominales du moteur. Il est intéressant de connaître la signification des différents symboles, chiffres, abréviation. Pou le as tudi o dispose d un moteur asynchrone dont la plaque signalétique est représentée ci-dessous :

Nous avons essayé de recopier toutes les données indiquées dans cette plaque dans un tableau indépendant se trouvant dans la page suivante afin de donner la signification détaillée de chacune de ces grandeurs.   

Analyse des indications : Symbole LEROY-SOMER N° TYPE

Valeur/indication 971867 NVA 132A3

KW

4.5 KW

CH

6

tr/min

1395

Masse Kg

Pas de valeur indiquée

cosφ

0.76

Rt

0.80

Δ:V

220 V

Y:V

380 V

CI

B

Service

S1 84

Amb °C

40°C

IP

23

Hz Ur Ir

50 Hz 128 V 21 A

Signification Marque du constructeur Numéro de série Référence du constructeur Puissance mécanique que le moteur délivre au point de fonctionnement nominal Nombre des chevaux La fréquence de rotation de la e de la machine Dans les conditions nominales Masse de la machine Facteur de puissance nominal Rendement de la machine La valeur de la tension du réseau avec laquelle il faut faire le couplage triangle des bornes de la machine La valeur de la tension du réseau avec laquelle il faut faire le couplage étoile des bornes de la machine Classe d isole e t Type du Service (Pour cette machine : continu) La température ambiante maximale du local, supportée par la machine au cours de son fonctionnement Indice de protection : • o t e les o ps solides • o t e les o ps li uides • o t e les ho s mécaniques La fréquence du réseau Tension rotorique Courant rotorique

 Mesure de la résistance de phase de stator par la méthode Volt Ampérmétrique en courant continu La sista e i t ieu e d u oteu as h o e peut t e esu e g â e à la thode volt ampérométrique en courant continu car le terme jLw=0 i di ue u o esu e seule e t la sista e ‘ pa e ue l i p da e de la o i e est Z=jLw+r.

Test effectué avec la machine à la température ambiante On connecte le voltmètre en aval de l'ampèremètre et directement aux bornes de la machine ; le courant de mesure doit être sensiblement inférieur au nominal pour ne pas réchauffer les enroulements. Il e iste aussi la thode la plus si ple pou esu e la sista e de stato est de ett e au bornes de stator un multimètre mais son inconvénient est le fait u il est oi s effi a e ue la méthode du volt ampérométrique. On peut mesurer aussi la résistance des enroulements du rotor, en maintenant les balais soulevés et en connectant directement aux bagues le circuit de mesure.La valeur de la résistance sera donnée par la lecture des instruments selon la formule R = V / 2A car on mesure aux bornes de deux enroulements. Pour notre cas, nous avons pris plusieurs valeurs afin de prendre une valeur de résistance plus ou moins exact. Pour le stator, nous avons pour la méthode ampérométrique : V

0,95

0,64

0,22

A R

0,6 1,583

0,4 1,6

0,2 1,1

La moyenne de ces valeurs donne un 2.R = 1,427 donc la résistance du stator est Rs = 0.712 . Pour le rotor, la méthode nous a fourni plusieurs valeurs dont nous allons prendre la moyenne : V 0,55 0,45 0,31 A 0,48 0,4 0,3 R 1,145 1,125 1,03 La moyenne de ces valeurs donne un 2.R = 1,1 donc une résistance du rotor pour un enroulement est Rr = 0,55 .

II. Essai au synchronisme Le but de cet essai est de ne mesurer que les pertes joules statoriques, les pertes dans le fer et la puissance a tive ag tisa te. Cet essai o espo d à l essai à vide, e i p s, ue lo s de l essai à vide, le oteu tou e à 1497 tr.min-1 et non pas à1500 tr.min-1 (soit la vitesse de synchronisme). Pou ela, o va e t ai e le MAS pa l i te Le montage est le suivant

diai e du MMC p se t su le a

oteu s.

Attention ! Lors de la manipulation, on doit vérifier que les deux moteurs doivent tourner dans le même sens de rotation avant de le coupler.

On Connecte le MAS sur le réseau 380 V on fixe et on observe le sens de rotation. Si celui-ci est négatif, on coupe l’alimentation du MAS et croiser deux phases (on refaire la vérification du sens de rotation). On couper l’alimentation du MAS.  On alimente l’inducteur du MCC, et on réglé le courant d’excitation à 0.44 A (Ie nominal).  On alimenter l’induit de la MCC et on observe le sens de rotation.  Si celui- i est gatif, o oupe l ali e tatio de l’induit, puis de l’inducteur atte tio à l o d e , et inverser, soit le branchement de la te sio d i duit, soit elui de l i du teu . ‘ep e d e les deu poi ts p de ts pour vérifier que le sens de rotation est bien positif.  En réglant la tension d’induit du MCC, amener le groupe à une vitesse de 1500 tr.min1 . Alimenter le MAS.

  

On Ajuste la tension d’induit du MCC pour avoir exactement 1500 tr.min-1. On relève les puissances actives et réactive fournies par le réseau triphasé au MAS. On Coupe l’alimentation du MAS puise on coupe l’alimentation de l’induit du MCC, puis celle de l’inducteur du MCC.

Après la vérification du sens de rotation du moteur et de génératrice (causse de sécurité) on ouple le o tage d essai.

On fait une alimentation shunt pour le moteur à courant continue (génératrice).

On branche aussi un rhéostat de démarrage pour limiter le courant démarrage et de faire varie le ou a t d e itatio afi de va ie la vitesse.

Ap s le a he e t du s h a et v ifi atio ue la se s de génératrice on mettre le moteur on marche légèrement. Pou

esu e les g a deu s du

seau o

Les t ois e t es de l a al seu so t moteur.

oteu

a he l a al seu de

est elui de la

seau.

ancher aux les trois enroulements du stator de notre

Do o e vous vo ez su l affi heu de l a al seu il a t ois g a deu s pou les tensions composées et la tension simple et le courant de ligne.

ha ue phase

Et aussi les puissances (réactive, active, apparent), facteur puissa e…et . On peut aussi afficher les harmoniques sur le réseau.

Lorsque la MAS est entrainé à la vitesse de synchronisme (par l intermédiaire de la machine à courant continu), on mesure : Psync = 95 W et Qsync = 3.53 Kvar ; avec U = 380 V ;I = 5A (=J) On en déduit les nouvelles valeurs du modéle (pour Rfer et Xs) : Les pertes dans le fer sont :

La puissance apparente S dans le groupement parallèle (Rfer et Xu) est : S=3.53 KVA Donc On peut en déduire Rfer :

De méme, pour la réactance magnétisante, on obtient :

II. Essai a rotor bloqué Essai de l'arrêt

 Le stator est alimenté par du courant alternatif à une tension beaucoup plus faible que la tension nominale pertes fer très faibles

les paramètres de la branche en shunt du circuit équivalent sont négligés

La manipulation se réalise de la façon suivante : On met la commande du frein à 100% (ne pas oublier de mettre en route la ventilation du frein, et effectuer la mesure assez rapidement), puis on augmente très progressivement la tension jusqu'à avoir le courant nominal (In = 11 A), enfin on mesure les puissances actives et réactive. Les résultats de ces essais sont les suivants : Puissance Tension courant

PRB = 0,697K W

Do

URB = 90 V (tension aux bornes d’un enroulement : 51.96 V)

la puissa e dissip e da s ‘, lo s de l essai à oto

Pour QRB ; √

IRB = 10 A (=JRB montage étoile) lo u :

Donc : √ Donc on peut déduit la valeur de X :

Ω

Ω On fait varie la vitesse trois fois et on mesure le courant débite et la puissance fournie par la génératrice. La vitesse 1500 1506 1310

La tension 180 100 320

Le courant 5,2 5,2 5,5

La puissance 380 380 380

Maintenant on fait circuler un courant continu dans les enroulements rotorique de la machine asynchrone et on mesure le courant débité et la puissance fournie par la génératrice pour trois courants différents. Le courant continue permet nous de freiner la machine. Model co plet d u e phase de la

achi e

Il est intéressant pour les bilans de puissance de décomposer la résistance R*r /g en deux termes :  

R*r : résistance ramenée de l'enroulement rotorique, responsable des pertes par effet Joule au rotor (pertes Joule rotoriques). RR*

: résistance fictive : la puissance qu'elle consomme correspond en réalité à

la puissance utile de la phase considérée. (Puissance transformée en puissance mécanique par la machine).

Couple électromagnétique en fonction du glissement La courbe représentative de l'expression du couple en fonction du glissement possède une symétrie par rapport à l'origine : Le couple électromagnétique passe par un maximum

Pour

Couple électromagnétique en fonction de la vitesse de rotation

CONCLUSION

Ce TP a été très enrichissant pour nous car il nous ’a permis de découvrir dans le détail le fonctionnement d’un machine asynchrone en trois essais :   

Essai en continue. Essai au synchronisme. Essai en rotor bloqué.

Le but de ces essais c’est de calculer les pertes dans les moteurs soit les pertes par effets joules ou par la magnétisation des bobines afin de conclure les éléments de schéma équivalent d’une phase du moteur....