5 : Triac 6 : Actionneur 7 : Section de commande 8 : Section de puissance

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1 Un relais statique permet d alimenter un récepteur à l aide de contacts statiques Le schéma peut être décomposé en deux parties : la section de commande en basse tension située à gauche de triac, et la section de puissance en 220 V située à droite de triac (séparation marquée par une ligne verticale en pointillée). 1- Quels sont les avantages du relais statique par rapport au relais électromécanique : L avantage de ces relais statiques est, contrairement aux contacts mécaniques, d avoir une meilleure commutation : sans usure, sans amorçage, sans rebonds, plus rapide, moins d échauffements Remarque : Il existe des relais statiques tel que : - Tout ou rien, pour l alimentation directe des récepteurs ; - Gradateur, pour faire varier l alimentation des récepteurs ; - Inverseur, pour l alimentation des moteurs deux sens de marche ; - Démarreur, pour l alimentation progressive des moteurs. 2- Identifier les différents éléments constituant un relais statique en utilisant la liste des propositions suivantes : (Triac est également appelé Thyristor bidirectionnel ou Redresseur contrôlé; Diode photoémettrice ; Section de commande ; Actionneur ; Circuit de commande de la gâchette du triac ; Transistor photoélectrique ; Section de puissance; Unité de commande) 1 : Unité de commande 2 : Diode photoémettrice 3 : Transistor photoélectrique 5 : Triac 6 : Actionneur 7 : Section de commande 8 : Section de puissance 4 : Circuit de commande de la gâchette du triac 3- Les bobines du moteur pas à pas à aimant permanent sont commandées par quatre interrupteur électroniques : A1 ; A2 ; B1 et B2 comme le montre la figure ci-contre : 3.a- Remplir le tableau ci-dessus par les commandes nécessaires (1 ou 0) des différents interrupteurs pour obtenir les positions du rotor indiquées : 1 A1 A2 B1 B2 Moteur

2 3.b- Tracer le diagramme de commande correspondant? B2 1 0 B1 1 Q 0 A A1 0 C'est le nombre de paire pôles et la fréquence du secteur qui détermine la vitesse d'un moteur asynchrone. La formule est : fréquence/nombre de paire de pôles. Exemple : - Si la fréquence du secteur est de 50Hz par seconde, ainsi par exemple si le moteur à 1 paire de pôles (=2 pôles) la vitesse théorique sera par minute : (50.60)/1= Si le moteur à 2 paires de pôles (=4 pôles) : (50.60)/2=1500 Voila un petit tableau qui permet de comparer la vitesse théorique par rapport à la fréquence et au nombre de pôles : MOT.3~ Moteur triphasé alternatif IcI.F Classe d isolation F LS Série 40 C Température maxi de fonctionnement 80 Autour d axe S1** Type de service (Service continu) L Symbole du carter V Tension d alimentation T Indice d imprégnations Hz Fréquence d alimentation N Numéro de série moteur (734570) min -1 Nombre de tours par minute B Année de production kw Puissance nominale J Mois de production cosφ Facteur de puissance 002 N d ordre dans la série A Intensité nominale Kg Masse du moteur (9 Kg) Branchement triangle IP55* Indice de protection Y branchement étoile *1 er chiffre protection contre les corps solides 2 ème chiffre protection contre les corps liquides **S2 : Service temporaire S3 : Service intermittent.. Pour plus d information voir cette adresse : 2

3 MOTEUR ASYNCHRONE : CHOIX DU COUPLAGE DU STATOR. 1- Les couplages du stator : Les trois enroulements du moteur asynchrone doivent être alimentés par des tensions identiques. Il existe deux possibilités de raccorder les enroulements au réseau triphasé : le couplage en étoile et le couplage en triangle. Ce couplage peut être réalisé en usine ou déterminé par l utilisateur à l aide de la boite à bornes. a- Couplage étoile : Les trois enroulements ont une borne en commun (considérée comme reliée au neutre). L autre borne de chaque enroulement est reliée à une des phases du réseau d alimentation. La tension aux bornes de chaque enroulement est donc la tension simple V. Dans le cas d un réseau 230/400 V, chaque enroulement est alimenté sous 230 V. b- Couplage triangle : Chaque enroulement est alimenté entre deux phases. La tension aux bornes de chaque enroulement est donc la tension composée U. Dans le cas d un réseau 230/400 V, chaque enroulement est alimenté sous 400 V. 2- Choix du couplage : Pour choisir quel est le couplage à utiliser, il faut connaître les tensions du réseau triphasé d alimentation (par exemple : 127/220 V ; 230/400 V ; 400/690 V ) et la tension nominale qu un enroulement du stator peut supporter. Sur la plaque signalétique du moteur, le constructeur indique les tensions d emploi. La plus petite valeur indique toujours la tension nominale que peut supporter l enroulement. Ici, cette tension est de 230 V. On peut donc utiliser ce moteur dans un réseau 127/220 V ou 230/400 V. Sur un réseau 127/220 V, on utilise un couplage triangle pour que les bobinages soient alimentés sous leur tension nominale. Dans le cadre d un démarrage étoile/triangle, le couplage en étoile conduira à une alimentation inférieure à la tension nominale. Sur un réseau 230/400 V, on ne peut utiliser qu un couplage étoile pour que les bobinages soint alimentés sous leur tension nominale. On ne peut pas utiliser ce moteur sur un réseau 400/690 V car le tension aux bornes des bobinages serait toujours supérieure à la tension nominale recommandée. Résumé : Les moteurs peuvent alors être alimentés Soit en couplage étoile, alimentation de deux enroulements en série ; Soit en couplage triangle, alimentation de un enroulement seulement. Le tableau indique donc en fonction de la tension d'alimentation de la source le couplage à effectuer sur le moteur 3

4 Pour réaliser ces couplages, il existe au niveau de chaque moteur une plaque à bornes dans laquelle six bornes sont accessible ainsi que 3 barrettes à positionner suivant les schémas joints : Il est possible de relier définitivement les bornes pour un couplage étoile ou triangle grâce à des barrettes ( ). Dans ce cas, la vitesse du moteur est fixée. 4- Un moteur asynchrone triphasé est alimenté par un réseau triphasé 400V. L alimentation du moteur se fait par l intermédiaire d un contacteur triphasé. La plaque signalétique du moteur qui nous permet de connaitre ses caractéristiques est la suivante : 4.a- Compléter l actigramme du niveau A-0 du Moteur asynchrone : ( ; ) Moteur asynchrone ( ; ) b- Indiquer : - L indice de protection : - L'intensité nominale en ampère du moteur : - La puissance utile du moteur en Watt : - Le couplage du moteur : Etoile ou Triangle - Le facteur de puissance : - La fréquence de rotation en tours/minute : - D'après vous la puissance absorbée par ce moteur est : Égale à 750 W Supérieur à 750 W Inférieur à 750 W - Est ce un moteur asynchrone : Monophasé ou Triphasé - La vitesse de synchronisme (théorique) de ce moteur en tours/minutes : - Quelle est le nombre de pôles de ce moteur? 2 pôles 4 pôles 6 pôles 4

5 5- Moteur à courant continu à excitation... Quel est le type de machine dont la plaque signalétique est représentée en haut? - Machine à excitation série - Machine à excitation indépendante 6- Soit un moteur à courant continu à excitation indépendante ; sa plaque signalétique indique : 1,12 kw 1200 tr/min 57 kg Induit 220 V 5,7 A Excitation 220 V 0,30 A 6.a- Calculer le couple utile nominal (en Nm). 6.b- Calculer le rendement nominal. 7- La plaque signalétique d une génératrice à courant continu à excitation indépendante indique : 11,2 Nm 1500 tr/min 38 kg Induit 220 V 6,8 A Excitation 220 V 0,26 A 7.a- Calculer la puissance mécanique consommée au fonctionnement nominal. 7.b- Calculer la puissance consommée par l excitation. 7.c- Calculer la puissance utile. 7.d- En déduire le rendement nominal. 8- Un moteur à courant continu à aimants permanents est couplé à un volant d'inertie (disque massif) : 8.a- On place le commutateur en position 1 : le moteur démarre et atteint sa vitesse nominale. On place ensuite le commutateur en position 2 : - Le moteur s'emballe - Le moteur change de sens de rotation - Le moteur s'arrête lentement - Le moteur s'arrête rapidement 8.b- On place à nouveau le commutateur en position 1. Puis on commute en position 3. 8.b.1- Que se passe-t-il? 8.b.2- Que se passe-t-il si on diminue la valeur de la résistance R? 8.b.3- Donner une application pratique. 5

6 Ce dispositif réalise la commande du distributeur (pousse le tiroir quand l ordre de la PC est présent). Il doit être indiqué pour chaque position du distributeur et apparaître dans la symbolisation. Il existe un grand nombre de pilotages possibles, mais les plus courants sont les suivants. 9- Compléter le tableau suivant des différents distributeurs : 6

7 10- Compléter les schémas de puissance pneumatiques ci-dessous en indiquant le repérage et les symboles correspondant : Vérin A, simple effet, à tige rentrante, Vérin B, double effet, à tige sortante, initialement sortie et commandé par un initialement rentrée et commandé par un distributeur 3/2 monostable à commande distributeur 4/2 bistable à commande électromagnétique pneumatique 1- L avantage de ces relais statiques est, contrairement aux contacts mécaniques, d avoir une meilleure commutation : sans usure, sans amorçage, sans rebonds, plus rapide, moins d échauffements 2-1 : Unité de commande 2 : Diode photoémettrice 3 : Transistor photoélectrique 4 : Circuit de commande de la gâchette du triac 5 : Triac 6 : Actionneur 7 : Section de commande 8 : Section de puissance 3-3.a- 3.b- 6.a- 1, /( /60) = 1120 W/(125,7 rad/s) = 8,9 Nm 6.b- 1120/(220 5, ,3) = 1120/1320 = 84,8 % 7.a- 11,2 ( /60) = (11,2 Nm) (157,1 rad/s) = 1,76 kw 7.b ,26 = 57 W 7.c ,8 = 1,50 kw 7.d- 1500/( ) = 82,4 % 8.b.1- Le volant s arrête rapidement (la machine fonctionne en dynamo, l énergie cinétique du volant est convertie en chaleur dans la résistance). 8.b.2- Le volant s arrête plus rapidement. 8.b.3- Système de freinage de train. 7

8 9-8

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