INSTRUCTIONS PERMANENTES DE SÉCURITÉ

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1 Sciences et Technologies de l Industrie et du Développement Durable MOTEURS ELECTRIQUES Energie et Environnement AP T ale MOTEUR ASYNCHRONE INSTRUCTIONS PERMANENTES DE SÉCURITÉ 1. Avant toute mise sous tension, le professeur vérifie le montage et contrôle le calibrage des appareils de mesure. 2. La mise sous tension et hors tension du poste (consignation, déconsignation) est effectuée en présence du professeur. 3. Toute intervention nécessitant l ouverture d un circuit électrique (installation d un appareil) est effectuée hors tension. 4. Pendant la phase ou le poste est sous tension, l élève travaille sans modifier le câblage du circuit (relevés de mesures ). 5. En cas de problèmes sur un poste de travail voisin, vous devez impérativement couper l alimentation du poste en activant le bouton d arrêt d urgence le plus proche. C EST LE PROFESSEUR QUI DONNE, APRÈS AVOIR PROCÉDÉ À LA CONSIGNATION DU POSTE, L AUTORISATION DE DÉMONTAGE Lycée Jules Ferry Versailles 1/5

2 1. Informations Pendant le TP, vous devez faire preuve d autonomie concernant le choix de vos appareils (multimètre, sondes, pince multifonctions, oscilloscope ) Vous devez rédiger un compte rendu par élève en mettant vos 2 noms de binômes! 2. Présentation du banc machine L ensemble comprend principalement un moteur asynchrone triphasé à cage avec les éléments suivants : Un frein à poudre avec la commande par boitier. Une dynamo-tachymétrique ou un boitier de mesure. Option : volant d inertie Commande frein à poudre Réseau 3 x 400 V Mesure ou affichage de la vitesse de rotation Frein à poudre MAS Dynamo tachymétrique 3. Caractéristique du moteur Q1. Sur la plaque signalétique du moteur, si possible, relever les principales caractéristiques : - La ou les tensions d alimentation - Le ou les courants consommés - La puissance utile nominale (mécanique) du moteur Pn - Le facteur de puissance cosϕ - Le rendement η - etc.. Q2. Déterminer et justifier alors le couplage du moteur. Faire le schéma de la plaque à bornes et effectuer ce couplage. Q3. Déterminer ou calculer le courant nominal en ligne In Lycée Jules Ferry Versailles 2/5

3 4. Mesures en régime nominal HORS TENSION Q4. Faire un schéma de mesure permettant de mesurer à l aide d une pince ampèremétrique : - le courant en ligne de la phase 1 : I1, - la tension simple entre la phase 1 et le neutre : V1 - la vitesse de rotation N en tr/min (à l aide d un voltmètre ou simplement visualisée) Q5. Raccorder directement le moteur sur les bornes du réseau de la table de mesure. Placer vos appareils. La charge sera simulée sur l arbre moteur par une commande manuelle du frein à poudre. APPELER LE PROFESSEUR POUR VERIFICATION Q6. Démarrer le moteur Q7. A l aide du frein à poudre, régler le moteur à son point de fonctionnement nominal. Q8. Sur la pince ampèremétrique, relever les valeurs : du courant I1 de la tension V1 de la puissance absorbée monophasée P1 du cosϕ Q9. Sur le module de mesure ou sur le voltmètre, relever la valeur de la vitesse de rotation Nn. METTRE HORS TENSION Faire consigner le poste par le professeur Q10. Calculer la puissance absorbée triphasée Pa du moteur. Q11. Calculer alors le rendement η en % du moteur au point nominal. Lycée Jules Ferry Versailles 3/5

4 5. Etude de la phase de démarrage Q12. Proposer un schéma permettant de relever simultanément, le courant instantané i = f(t) et la vitesse de rotation N = f(t) pendant une phase de démarrage du moteur. Q13. Après avoir vérifié la consignation du poste, réaliser le montage. APPELER LE PROFESSEUR POUR VERIFICATION Q14. Démarrer le moteur en effectuant votre relevé id=f(t) et N= f(t) au démarrage. METTRE HORS TENSION Faire consigner le poste par le professeur Q15. Acquérir votre relevé avec Synchronie, corriger les échelles, imprimer puis coller dans votre compte-rendu. Q16. Sur votre relevé, déterminer la valeur efficace maximale du courant lors du démarrage (Id). Q17. Déterminer le temps de démarrage du moteur (td). Q18. Déterminer le rapport entre Id et In Q19. A l échelle de votre choix, sur le document réponse, tracer alors la caractéristique I = f (N). Q20. De la même manière, tracer la caractéristique (I/In) = f (N/Ns) où Ns est la vitesse de synchronisme. Lycée Jules Ferry Versailles 4/5

5 6. Etude énergétique Le moteur étudié entraine un tapis roulant permettant de déplacer des colis. Le tapis fonctionne 10 h/jours, 350 jours par an. Pendant les 10 heures de fonctionnement, il démarre 20 fois. En régime établi, le moteur absorbe 80% de son courant nominal, le cosϕ est alors de 0,8. En phase de démarrage, le cosϕd est de 0,4 et le courant Id est considéré constant. Le cout de l électricité peut être considéré à Ct = 18,8 c /kwh Q21. Calculer la puissance absorbée en régime établi Pa Q22. Calculer alors l énergie consommée par an en régime établi Wa. Q23. Calculer la puissance au démarrage Pad Q24. Déterminer alors l énergie consommée par an au démarrage Wad Q25. Quelle est l énergie totale consommée par an Wtot Q26. Déterminer le cout énergétique annuelle de ce tapis Cea en. Lycée Jules Ferry Versailles 5/5

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