TP N 20 : Variateur pour MAS 3~ DÉROULEMENT DE LA SÉANCE TITRE ACTIVITÉS PROF ACTIVITÉS ÉLÈVES MOYEN DURÉE. Page 1 sur

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1 TP N 20 : Variateur pour MAS 3~ DÉROULEMENT DE LA SÉANCE TITRE ACTIVITÉS PROF ACTIVITÉS ÉLÈVES MOYEN DURÉE Fin du T.P. { 4 heures} Page 1 sur 11

2 Tableau de comité de lecture Date de lecture Lecteurs Observation Remarques rédacteur Date modifications 13 janvier 2005 CROCHET David Première écriture et réaménagements mineurs 13 janvier 2005 Quote of my life : Fournir ma contribution aux autres est ma philosophie. Et la vôtre? Si vous avez lu ce T.P. et que vous avez des remarques à faire, n'hésiter pas et écrivezmoi à l'adresse suivante : Ce dossier contient : Crochet.david@free.fr Un dossier élève (pages 4 à ) Un dossier prof (pages à ) Un dossier ressource (page à ) Un transparent (page ) Adresse Professionnel : Professeur de Génie électrique Lycée Jean GUEHENNO Rue pierre Huet FLERS (Adresse valable jusqu'au 30/06/2005) Page 2 sur 11

3 TP N 20 Variateur pour MAS 3~ Niveau : T ale BEP ELEC Lieu : Salle de mesure Durée : 4 heures LIAISON AU RÉFÉRENTIEL Organisation : groupe ½ classe, travail par binôme PRÉREQUIS Les élèves doivent être capables : OBJECTIFS Les élèves devront être capables de : Apprendre à (savoir intégré) Apprendre à (savoir actif) NIVEAU D'APPRENTISSAGE Active MÉTHODE Page 3 sur 11

4 B.E.P. ELEC EXPÉRIMENTATIONS SCIENTIFIQUES MESURES ET ESSAIS DOSSIER PÉDAGOGIQUE TP N 20 Variateur pour MAS 3~ Objectif : Étudier le fonctionnement d'un variateur de vitesse pour MAS 3~ Effectuer des mesures électriques de tension courant Matériel : 1 Moteur asynchrone triphasé 1 voltmètre 1 armoire avec variateur de vitesse à U/F = cte Documents : Formulaire Cours de technoschéma Cours de mesures et essais Secteur : Salle de mesure et d'essais Durée : 4 heures Nom, Prénom : Classe, Groupe : Page 4 sur 11

5 Étude du variateur pour MAS 3 ~ 1. Partie Théorique : charge et décharge d'une batterie R h I c E 1 r E Batterie : E = 12,4 V r = 0,8 Ω Q = 12 Ah Chargeur de batterie : E 1 = 24 V 1.1. Calculer la valeur de Rh afin d'avoir un courant de charge I c = 0,8 A 1.2. Calculer en combien de temps la batterie sera complètement chargée r I L 1 L 2 E I 1 On mesure 12 V aux bornes des lampes L 1 et L Calculer le courant I 1.4. Sachant que I 1 = 0,25 A, calculer la puissance de la lampe L 1. Page 5 sur 11

6 2. Partie théorique : Moteur monophasé Le moteur monophasé d'une machine à laver consomme 5 A sous 230 V 50 Hz. Son facteur de puissance est cos ϕ = 0, Calculer la puissance apparente du moteur 2.2. Calculer la puissance active absorbée par le moteur 2.3. Calculer la puissance réactive du moteur 2.4. Calculer l'énergie électrique consommée pour un fonctionnement ininterrompu de 2 H 3. Partie pratique : Étude d'un variateur de vitesse de type ALTIVAR Si on connecte un moteur asynchrone triphasé sur un réseau triphasé, le moteur va tourner à une vitesse de rotation relativement fixe. Pour pouvoir faire varier la vitesse de rotation du moteur, on va modifier la fréquence des tensions que l'on envoie au moteur Si avec 50 Hz, le moteur tourne à un peu moins de 1500 min 1, à 33,3 Hz, le moteur va tourner normalement à un peu moins de 1000 min 1, à 16 Hz, ce sera 1000 min 1. C'est que l'on va vérifier Schéma de montage Le variateur à besoin d'un réseau triphasé 230/400 V. le variateur fournit une tension au plus égale à 400 V entre phase au moteur. Reproduire le schéma et le compléter. Variateur de vitesse 3.2. Indiquer le couplage du moteur et expliquer 3.3. Préparez un tableau de mesure afin de mesurer : la fréquence délivrée par le variateur f [Hz] la vitesse de rotation du moteur (mesurée à partir d'un voltmètre) n [min 1 ] la tension efficace envoyée au moteur U [V] 3.4. Tracer, suivant la technique des doubles ordonnées, les 2 courbes suivantes : U = f(f) et N = f(f) Page 6 sur 11

7 3.5. Placer sur les courbes, le point de fonctionnement nominal a partir des informations de la plaques signalétique du moteur 3.6. Commenter les courbes obtenues Page 7 sur 11

8 B.E.P. ELEC EXPÉRIMENTATIONS SCIENTIFIQUES MESURES ET ESSAIS DOSSIER PROFESSEUR TP N 20 Variateur pour MAS 3~ Objectif : Étudier le fonctionnement d'un variateur de vitesse pour MAS 3~ Effectuer des mesures électriques de tension courant Matériel : 1 Moteur asynchrone triphasé 1 voltmètre 1 armoire avec variateur de vitesse à U/F = cte Documents : Formulaire Cours de technoschéma Cours de mesures et essais Secteur : Salle de mesure et d'essais Durée : 4 heures Nom, Prénom : Classe, Groupe : Page 8 sur 11

9 Étude du variateur pour MAS 3 ~ 1. Partie Théorique : charge et décharge d'une batterie R h I c E 1 r E Batterie : E = 12,4 V r = 0,8 Ω Q = 12 Ah Chargeur de batterie : E 1 = 24 V 1.1. Calculer la valeur de Rh afin d'avoir un courant de charge I c = 0,8 A R h = E E I 1 c 24 12,4 r = 0,8 0,8 R h = 13,7 Ω = 13, Calculer en combien de temps la batterie sera complètement chargée Q 12 Q = It t = = = 15 I 0,8 t = 15 h r I L 1 L 2 E I 1 Page 9 sur 11

10 On mesure 12 V aux bornes des lampes L 1 et L Calculer le courant I E 12 I = r = 12,4 12 = 0,5 0,8 I = 0,5 A 1.4. Sachant que I 1 = 0,25 A, calculer la puissance de la lampe L 1. P = UI = 12 0,25 = 3 P = 3 W 2. Partie théorique : Moteur monophasé Le moteur monophasé d'une machine à laver consomme 5 A sous 230 V 50 Hz. Son facteur de puissance est cos ϕ = 0, Calculer la puissance apparente du moteur S = UI = = 1150 S = 1,15 kva 2.2. Calculer la puissance active absorbée par le moteur P = S cos ϕ = 1, ,75 = 863 P = 863 W 2.3. Calculer la puissance réactive du moteur Q = S sin ϕ cos ϕ = 0,75 sin ϕ = 0,661 Q = 1, ,661 = 761 Q = 761 var 2.4. Calculer l'énergie électrique consommée pour un fonctionnement ininterrompu de 2 H W =Pt = = 1, W = 1,73 kwh Page 10 sur 11

11 3. Partie pratique : Étude d'un variateur de vitesse de type ALTIVAR Si on connecte un moteur asynchrone triphasé sur un réseau triphasé, le moteur va tourner à une vitesse de rotation relativement fixe. Pour pouvoir faire varier la vitesse de rotation du moteur, on va modifier la fréquence des tensions que l'on envoie au moteur Si avec 50 Hz, le moteur tourne à un peu moins de 1500 min 1, à 33,3 Hz, le moteur va tourner normalement à un peu moins de 1000 min 1, à 16 Hz, ce sera 1000 min 1. C'est que l'on va vérifier Schéma de montage Le variateur à besoin d'un réseau triphasé 230/400 V. le variateur fournit une tension au plus égale à 400 V entre phase au moteur. Reproduire le schéma et le compléter Indiquer le couplage du moteur et expliquer 3.3. Préparez un tableau de mesure afin de mesurer : la fréquence délivrée par le variateur f [Hz] la vitesse de rotation du moteur (mesurée à partir d'un voltmètre) n [min 1 ] la tension efficace envoyée au moteur U [V] 3.4. Tracer, suivant la technique des doubles ordonnées, les 2 courbes suivantes : U = f(f) et N = f(f) 3.5. Placer sur les courbes, le point de fonctionnement nominal a partir des informations de la plaques signalétique du moteur 3.6. Commenter les courbes obtenues Variateur de vitesse Page 11 sur 11