Démarreur électronique pour moteur asynchrone: ALTISTART 1

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1 TP N LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN BOURGES TET Durée : 3 heures S.T.I. Fichier: Tp Altistartd Salle des sous-systèmes Pré-requis: Un cours aura lieu au préalable en classe entière sur les différents procédés de démarrage des moteurs triphasés à cage. Principe de fonctionnement d'un gradateur avec explication sommaire sur le composant de base: thyristor ou triac. Fonctionnement et utilisation d'une dynamo tachymétrique. GENIE ELECTROTECHNIQUE Démarreur électronique pour moteur asynchrone: ALTISTART 1 Objectif: Vérifier les performances d un démarreur progressif électronique sur les phases transitoires : -au démarrage, visualiser I = f(t) et mesurer ou calculer I d et t d -à la décélération, visualiser n = f(t) et mesurer t a Période de l année: Second trimestre Centre d'intérêt: Conversion de l'énergie Conditions de réalisation: Groupe de 2 élèves. Partie du programme du baccalauréat STI génie Electrotechnique: II Fonction commander la puissance par ondulation d'énergie II Fonction convertir l'énergie Moyens mis en oeuvre: Cahier des charges Coffret de l'altistart. Notice technique de l'altistart. Moteur asynchrone triphasé à cage + frein à poudre + dynamo tachymétrique Appareils de mesure + imprimante avec notices associées. PRESENTATION DU SYSTEME: STATION D'ARROSAGE Une entreprise réalisant des équipements électriques de stations d'arrosage propose pour chaque projet étudié deux versions qui diffèrent par le mode de démarrage du moteur utilisé: une version "démarreur étoile-triangle" une version "démarreur - ralentisseur progressif" Le sujet à traiter propose l'étude de la motorisation et des deux versions d'équipements possibles pour une motopompe dont les caractéristiques sont les suivantes: Armoire PE 3 Moteur asynchrone triphasé à cage Pompe -Réseau triphasé 220/380V-50Hz + PE -Moteur d'entraînement asynchrone triphasé à cage: 3 kw, 1500 tr/mn, 220/380V,type LS 100L -Pompe : vitesse d'entraînement entre 1425 et 1475 tr/mn. Tp Altistartd ClasseTET 1/5

2 % Caractéristiques du rendement en fonction du débit: Q m 3 /h Pour l'étude demandée, la hauteur totale (aspiration + refoulement) vaut 70 m avec un dédit de 7m 3 /h. La puissance utile développée par la pompe est donnée par la relation suivante: P= Q.g.h avec g = 10m/s 2 P: puissance (W) Q: débit (l/s) h: hauteur énergétique (m) La hauteur énergétique est la hauteur totale majorée de 30% pour tenir compte des pertes de charges dans la canalisation. 1-Fonction d'usage A-0 PRESENTATION D'UN DEMARREUR PROGRESSIF ELECTRONIQUE POUR MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE Energie électrique Contraintes de configuration Potentiométres Ordre de marche et d'arrêt Sécurité et protections W C R E Pertes énergétiques Réseau 400V-50 Hz Démarrer et ralentir progressivement des machines sous réseaux alternatifs A-0 Réseau modifié U variable-50 Hz Informations d'état du processus 2-Introduction Démarreur ralentisseur ALTISTART Le démarrage des moteurs asynchrones triphasés à cage par des solutions électrotechniques traditionnelles pose des problèmes (tels que surintensité, à coups de couple...) difficilement maîtrisables; Tp Altistartd ClasseTET 2/5

3 cela entraîne des conséquences néfastes pour les machines ou systémes mécaniques entraînés (usure rapide, démarrages et arrêts brutaux inadaptés à la sécurité et au confort). Dans certains cas, il est préférable d'utiliser des démarreurs électroniques, à mise sous tension progressive du moteur commandé, présentant les avantages suivants: + réduction du courant de démarrage donc installation et protections allégées. + suppression des à-coups de couple préjudiciables aux mécanismes. + temps de mise en vitesse progressive réglable par rampe de tension ou limitation de courant intégrées. Les démarreurs électroniques dont le succès croissant s'explique par les avantages qu'ils offrent à l'utilisateur: amélioration de la productivité, amélioration de la qualité confort d'utilisation, préservation de la mécanique entraînée, absence d'entretien, facilité d'adaptation sur des machines existantes. 3-Présentation d'un démarreur électronique: ALTISTART Se reporter à la documentation constructeur TELEMECANIQUE -Travail demandé: Etude de l'altistart Pour des raisons techniques et de souplesse, la solution retenue sera un démarreur électronique (ALTISTART chez Télémécanique). 1- A l'aide de la documentation technique Télémécanique, choisir et justifier la référence de l'altistart pour moteur asynchrone triphasé de 3kW Remarque : l'altistart choisi est une version didactisée modèle unique de calibre 12A. 2- Le degré de protection de l'altistart est IP 20. Donner la signification de ce code et justifier ce choix. 3- Quelles sont les principales fonctionnalités (au démarrage et à l arrêt) de l ALTISTART? Donner toutes les possibilités de réglage de l'altistart (limitation de courant, accélération etc.) en vous aidant du rôle des interrupteurs STP, CTL et BST (BOOSTER) et des potentiomètres ILT, ACC et DEC. 4- D après la face avant du coffret et du schéma de commande, sur quelle position doit-on mettre l interrupteur RET? Justifier la réponse. Manipulation 5-Compléter le schéma de raccordement de l'ensemble avec tous les appareils de mesure nécessaires sur le document réponse n 1.Préciser les numéros de borne éventuellement, représenter les enroulements statoriques avec le couplage et indiquer la position du commutateur de la pince multifonctions (RMS ou INST) et le type de cordon utilisé à la sortie de la pince. Le frein à poudre remplacera la pompe d'arrosage. La charge sera réglée à la valeur de 6,4A (voir plaque signalétique du moteur). Tp Altistartd ClasseTET 3/5

4 6-Réaliser le montage avec l'altistart. On souhaite visualiser I= f(t) et n= f(t) dans le moteur triphasé asynchrone à cage, insérer donc les appareils de mesure nécessaires. Remarque : n= f(t) sera visualisé via la dynamo tachymétrique associée au moteur. Appeler le professeur responsable pour vérifier le montage 7- Lire la C.P.S. du poste. Mode opératoire: -Mettre sous tension le moteur et le ventilateur du frein (commutateur 2 positions) -Tourner le potentiomètre "Manuel" pour régler l'intensité dans le moteur à 6,5A -Ensuite ne plus toucher à ce réglage. - Ce réglage effectué, ne plus toucher au potentiomètre. -Arrêter le groupe 8-Régler I r 6,5A. Placer le commutateur RET sur position M. Ne pas modifier ces réglages par la suite. 9-On se propose de vérifier les performances du démarreur à travers deux essais : Pour chaque essai : Indiquer la position des commutateurs et potentiomètres sur l ALTISTART didactisé (compléter les croquis fournis) puis configurer correctement le démarreur. Effectuer les réglages de l oscilloscope à mémoire (choisir correctement la base de temps et le calibre après un calcul éventuellement). Appeler le professeur responsable pour vérification. Démarrer le groupe (penser à mettre sous tension le ventilateur du frein à poudre). Visualiser I= f(t) dans le moteur sur la phase de démarrage (essais n 1 et 2). Visualiser n= f(t) sur la phase de freinage pour l'essai n 2 seulement. Coller le relevé et porter toutes les indications nécessaires sur le relevé. Calculer t d, t at (essai n 2),I d et I e Commenter et conclure. Essai n 1 : Limitation du courant de démarrage ILT à 5 I r. Tp Altistartd ClasseTET 4/5

5 Accélération en 5s. Pas de décélération (arrêt libre). Pas de booster ou hors service. Essai n 2 : Limitation du courant de démarrage à 4 I r. Accélération en 5s. Décélération en 10s. Pas de booster. 10- Coller le croquis de configuration au dessus du relevé I = f (t) ou n =f (t) correspondant. En dessous de l'oscillogramme, calculer le temps de démarrage t d, le temps d arrêt ( 2 ème essai) t a, l intensité du courant de démarrage I d et l intensité du courant en régime permanent I e en dessous du relevé (indiquer tous les renseignements nécessaires sur les relevés obtenus et détailler les calculs) Encadrer tous les résultats. 11- Commenter ces résultats et conclure sur l'intérêt d'un démarreur progressif. Tp Altistartd ClasseTET 5/5