BEP ET Leçon 23 Le triphasé Page 1/8

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1 BEP ET Leçon 23 Le triphasé Page 1/8 1. ORIGIE D U RESEAU TRIPHASE Une tension alternative monophasée est créée par la rotation d un aimant ou d un électroaimant au milieu d un bobinage. Cette rotation créée une tension que l on peut dessiner sous la forme d un vecteur tournant qui va mettre une période (2. radians) pour faire un tour de cercle. On peut donc toujours dessiner un signal alternatif sinusoïdal sur un repère cartésien à partir de la rotation de son vecteur sur le cercle trigonométrique. /2 3 /4 /4 0 0 /4 /2 3 /4 5 /4 3 /2 7 /4 2 5 /4 7 /4 3 /2 Dans le cas d un réseau triphasé, les tensions alternatives triphasées sont créées par la rotation d un aimant ou d un électroaimant au milieu de trois bobinages. Cette rotation créée trois tensions que l on peut dessiner sous la forme de vecteurs tournants répartis équitablement sur le cercle. Donc puisqu un cercle représente 2. radians, chaque vecteur sera à 2. /3 radians de l autre. U 3 2 /3 U 1 2 /3 2 /3 U 2

2 BEP ET Leçon 23 Le triphasé Page 2/8 2. REPRESETATIO D U RESEAU TRIPHASE De la même manière que nous avons représenté une tension alternative sur un repère cartésien à partir de la rotation de son vecteur sur le cercle trigonométrique, nous allons représenter les trois tensions d un réseau triphasé. Prenons un exemple : V 1 = 10 sin ( t) V 2 = 10 sin ( t - 2. /3) V 3 = 10 sin ( t - 4. /3) Remarques : Lorsque nous sommes en présence d un réseau triphasé, nous avons pour habitude d utiliser la lettre «V» pour symboliser la tension dite «simple» (différence de potentiel entre une phase et le neutre). Le chiffre 10 représente la tension maximum qui vaut la valeur efficace du signal multiplié par racine de deux (V max = 2 V) : ici V = 7,07 V. «t» représente l axe horizontal du repère cartésien qui s exprime en radian. u V 1 V 2 V wt ous constatons que : Les signaux sont répartis régulièrement (avec un décalage de 2. /3). La tension V 2 est en retard sur la tension V 1, ce qui signifie qu elle devient positive après V 1. Ce retard est symbolisé dans l équation de V 2 par le signe négatif «- 2. /3».

3 BEP ET Leçon 23 Le triphasé Page 3/8 ous venons de voir qu un réseau triphasé est composé de trois tensions simples (V 1, V 2 et V 3 ). Mais en triphasé les différences de potentiels (écart entre deux points de potentiels différents) peuvent aussi se mesurer ou être utilisées entre deux phases (U 12, U 23 et U 31 ) plutôt qu entre une phase et le neutre. V 3 U 31 2 /3 V 1 U 23 U 12 V 2 Rappel : la tension U 12 = V 1 - V 2 (potentiel du point 1 moins le potentiel du point 2) à tout moment sur la courbe. Il suffit donc de prendre, par exemple tous les 0,25., les valeurs de V 1 et de V 2 et de les soustraire pour avoir la valeur de U 12. u(t) 20 U 12 U 23 U V 1 V 2 V wt

4 BEP ET Leçon 23 Le triphasé Page 4/8 ous constatons que : Les signaux entre phases sont répartis régulièrement (avec un décalage de 2. /3). La valeur maximum des tensions entre phases est plus grande que celle des tensions simples de 3. Ce rapport est valable à tout moment, ce qui nous permet d établir les équations des tensions entre phases ci-dessus : U 12 = 3 10 sin ( t + /6) U 23 = 3 10 sin ( t - /2) U 31 = 3 10 sin ( t - 7 /6) 3. REPRESETATIO D UE DISTRIBUTIO V 1 V 2 U 31 U 12 U 23 V 3 ous constatons qu il y a plusieurs possibilités de câblage quand on dispose d un réseau triphasé : soit on se branche entre phase et neutre (V). soit on se branche entre phases (U). Le rapport entre ces deux tensions efficaces est U = 3 V. 4. CABLAGE ETOILE ET CABLAGE TRIAGLE Lorsqu on veut relier des récepteurs monophasés ou triphasés à un réseau triphasé, il faut tenir compte à la fois de : La tension du réseau (simple ou entre phases). La tension d alimentation des récepteurs. En fonction des deux données ci-dessus il y a deux manières de câbler les récepteurs : Le montage dit «en étoile» dans lequel le point milieu est le neutre. Le montage dit «en triangle» dans lequel il n y a pas de point neutre.

5 BEP ET Leçon 23 Le triphasé Page 5/8 4.1 Câblage en étoile Cette méthode peut être utilisée dans deux cas : Le récepteur est un appareil dont la tension d alimentation simple (entre 1 phase et le neutre) correspond à la tension simple du réseau. C est le cas le plus courant. V = 230 V V = 230 V Récepteur monophasé Lampe 230 V V = 230 V Récepteur triphasé U = 400 V Des récepteurs monophasés ont besoin d une tension plus faible que la tension du réseau existant (réseau triphasé sans neutre). U = 400 V Lampe 40W 230 V Ici le neutre est créé par le câblage mais n est pas relié au réseau. V Ici V = U 3 = = 230 V. Cette tension est compatible avec l ampoule.

6 BEP ET Leçon 23 Le triphasé Page 6/8 4.2 Câblage en triangle Cette méthode peut être utilisée lorsque le récepteur est un appareil dont la tension d alimentation correspond à la tension entre phases du réseau ou si le réseau ne dispose pas du neutre. V = 127 V U = 220 V Récepteur monophasé Lampe 230 V U = 220 V Récepteur triphasé U = 230 V Ici U = V 3 = = 220 V. Cette tension est compatible avec l ampoule. Remarque : on constate que dans ce type de câblage le neutre ne sert à rien. Il ne sera donc distribué que si d autres récepteurs branchés sur le même réseau fonctionnent avec la tension simple (dans notre exemple, il faudrait des récepteurs fonctionnant en 127 V). 5. APPLICATIO DU TRIPHASE AU COURAT ELECTRIQUE De la même manière que pour la tension, le courant électrique va avoir une valeur différente suivant où il est mesuré. Le rapport entre les différents courants sera lui aussi de : 3. Ces différents courants notés «I» ou «J» vont dépendre du type de circuit rencontré : Montage en étoile. Montage en triangle.

7 BEP ET Leçon 23 Le triphasé Page 7/8 Montage en étoile. I 1 I 2 I 3 V I V I 1 I 1 I 3 V I 2 Remarques : Chaque récepteur ou élément d un récepteur est branché entre une phase et un neutre. Il n y a qu une sorte de courant électrique noté «I». Le courant dans le neutre est la somme vectorielle des trois autres courants. Dans le cas d un circuit équilibré (même valeur efficace pour I 1, I 2 et I 3 ) le courant dans le neutre est nul (I = 0). Dans un circuit en étoile la tension des récepteurs est la tension simple «V» et le courant est celui d une phase «I». Montage en triangle. I 1 I 2 I 3 U J 1 U J 2 U J 3 J 1

8 C1 C2 C3 BEP ET Leçon 23 Le triphasé Page 8/8 Remarques : Chaque récepteur ou élément d un récepteur est branché entre deux phases. Il n y a deux sortes de courant électrique notés «I» et «J». Le rapport entre les deux courants est : I = 3 J ou J = I 3. Dans un circuit en triangle la tension des récepteurs est la tension entre phases «U» et le courant est le courant simple «J». 6. EXERCICES Exercice 1 : ous disposons de trois lampes portant les indications 230 V ; 50 Hz ; 60 W. Le réseau est un réseau triphasé plus neutre (3 Ph + ) dont la tension entre phases est de 410 V. Proposer un schéma de câblage de ces trois lampes. Calculer la résistance de chaque lampe puis le courant réel et la puissance réelle de chaque lampe. V = 230 V R lampe = U 2 P = = 882 I = V R = (410 3) 882 = 0,268 = 268 ma P = V I = (410 3) 0,268 = 63,4 W Exercice 2 : ous disposons de trois lampes portant les indications 230 V ; 50 Hz ; 60 W. Le réseau est un réseau triphasé sans neutre (3 Ph) dont la tension entre phases est de 410 V. Proposer un schéma de câblage de ces trois lampes. Calculer la résistance de chaque lampe puis le courant réel et la puissance réelle de chaque lampe. R lampe = U 2 P = = 882