DOSSIER TRAVAUX PRATIQUES. TECHNICIEN SUPERIEUR en MAINTENANCE DES SYSTEMES Option PRODUCTION

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1 DOSSIER TRAVAUX PRATIQUES TECHNICIEN SUPERIEUR en MAINTENANCE DES SYSTEMES Option PRODUCTION TP série 1.3 " Maintenance d'un Moteur à courant continu "

2 Au programme : 1 La prise en main du banc d'essais MOTEUR AS + GENERATRICE. - Etude de la puissance, - Etude de la commande. La maintenance préventive sur une machine électrique. - Mesures de courants, - Mesures de tensions, - Mesure de vitesse, - Mesure de température, - Mesure de la résistance des bobinages, - Mesure d'isolement, - Mesure vibratoire (sera faite en TP Mécanique), - Diverses vérifications visuelles telles que: fils et connexions, balais et collecteur sur une machine à courant continu..etc. Connaissances associées (pré-requis cours Electrotechnique Terminale STI) : - Les notions de bases sur les machines tournantes, - Les modes de démarrages classiques, - L'analyse structurelle et temporelle de schémas électriques. Objectifs terminaux : Appréhender l'organisation structurelle et fonctionnelle de machines tournantes électriques. Réaliser des gammes opératoires de maintenance préventive sur les moteurs. On donne : D'un point de vue matériel : Un banc moteur. Les documentations suivantes : Cours sur la technologie du moteur à courant continu. Bibliothèque spécifique au TP (sur place). Le Mémotech d électrotechnique. On demande : Une préparation rigoureuse sur copie double (regardée en début de séance) ; - De rédiger l'objectif du TP sur page de garde et l'ordonnancement du travail à réaliser au dos. Une démarche rigoureuse : - les courants et tensions mis en jeu sont importants, - interdiction de faire des essais sous tension sans la présence du professeur, - respecter le processus d'intervention. De rendre en fin de séance un TP par groupe (cf. fiche de suivi affichée en salle A2I): - Votre copie double présentant l'objectif du TP et l'ordonnancement du travail à réaliser, suivie de justifications éventuelles, remarques pertinentes, problèmes rencontrés, conclusion. - Les documents réponses uniquement.

3 2 PLAN DU DOSSIER Document réponse page 5 Schéma de puissance et de commande d'un moteur asynchrone page 6 Processus de visite préventive page 7 Processus d'intervention pages 8 à 13 Questionnaire machine page 14 Document d'aide au diagnostic collecteur-balais annexe 1 Généralités sur les machines à courant continu annexes 2 et 3 La marche à suivre et les indications nécessaires à la réalisation du TP vous sont détaillées dans les pages suivantes. La marche à suivre et les indications nécessaires à la réalisation du TP vous sont détaillées dans les pages suivantes.

4 3 Présentation du banc : Ce banc se compose d'une génératrice à courant continue couplée à un moteur asynchrone (vous trouverez des documents les concernant en annexes) Schéma de principe : Rhéostat d'excitation Charge résistive Génératrice Moteur asynchrone 1 / Etude préliminaire avant opérations de Maintenance : BANC HORS TENSION Nota : Utiliser le Mémotech et le catalogue constructeur mis à votre disposition en salle de TP. 1 / Le moteur asynchrone triphasé à rotor en court-circuit est mis en service à l'aide d'un démarrage étoile triangle deux sens de marche. On donne son schéma de puissance et son schéma de commande dans le document technique page / En se servant du schéma de puissance dire sur quelles bornes du moteur arrivent les phases L1, L2 et L3, lorsque les contacteurs KM1 et KM3 puis KM1 et KM4 sont alimentés. Répondre sur le document réponse page / Quel est le couplage correspondant à chaque cas. Répondre sur le document réponse page 5. Représenter le couplage des enroulements pour chaque cas. Marquer l'arrivée des phases. 1-3 / En se servant du schéma de puissance dire sur quelles bornes arrivent les phases L1, L2 et L3, lorsque les contacteurs KM1 et KM4 puis KM2 et KM4 sont alimentés. Répondre sur le document réponse page / En s'aidant de la question 1-3 dire quel est le principe d inversion du sens de rotation d un tel moteur? 1-5 / Vérifier, en présence du professeur et en observant les contacteurs, le principe du démarrage et l'inversion du sens de rotation en mettant en route le banc moteur. 2 / Relever les indications portées sur les plaques signalétique : 2-1 / Du moteur asynchrone. 2-2 / De la génératrice à courant continu. 2-3 / Quel est l Indice de Protection de la génératrice? Expliquer sa signification. 2-4 / Quelle est la classe des isolants de la génératrice? Expliquer sa signification.

5 Nota : Utiliser le catalogue Schneider mis à votre disposition en salle de TP ou le site internet de Schneider. 3 / Vérifier si le choix des contacteurs et du relais thermique est correct : 3-1 / Justifier ce choix. 3-2 / Justifier le réglage du thermique. 3-3 / Donner les références des appareils et joindre les documentations constructeur (photocopies) en surlignant les choix. Nota : Utiliser les catalogues constructeurs mis à votre disposition en salle de TP. 4 / Relever à l'ohmmètre : 4-1 / La résistance de l induit de la génératrice à courant continu. Faire 3 mesures successives en faisant tourner l induit de 1/3 de tour puis en faire la moyenne. 4-2 / La résistance de l inducteur de la génératrice à courant continu. 5 / Que doit on consigner et comment pour être sûr que l on soit en sécurité pour effectuer ces mesures? 6 / Pourquoi doit on débrancher une borne de l'induit pour mesurer sa résistance. Même question pour l'inducteur. 4 2 / Opérations de visite préventive : Suivre pour cela la démarche prescrite sur les documents types de maintenance ci après. - Compléter les tableaux (outillage, valeurs, observations). - Mesures de sécurité. - Pour la procédure 201 préciser l outillage permettant d effectuer la consignation. - Remplir le document machine page Comparer les résultats des mesures avec les valeurs de la plaque signalétique.

6 5 Document réponse Etude de la période de démarrage : Bornes du moteur Bornes du moteur Contacteurs actionnés U 1 V 1 W 1 U 2 V 2 W 2 KM1 + KM3 KM1 + KM4 Contacteurs KM1 + KM3 alimentés Couplage : Contacteurs KM1 + KM4 alimentés Couplage : U 1 V 1 W 1 U 1 V 1 W 1 W 2 U 2 V 2 W 2 U 2 V 2 Etude de l'inversion du sens de rotation : Bornes du moteur Contacteurs actionnés KM1 + KM4 KM2 + KM4 U 1 - W 2 V 1 - U 2 W 1 - V 2

7 6 Document technique 1 PE Q1 KM1 M1 L1 L2 L /L1 3/L2 5/L3 1/L1 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 KM2 2/T1 4/T2 6/T /L1 3/L2 5/L3 KM /T1 4/T2 6/T3 U1 V1 W U1 V1 W1 M 3 ~ F1 1/L1 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 W2 U2 V W2 U2 V KM3 42 1/L1 3/L2 2/T1 4/T /L3 6/T3 36 F F1 X F S S2 2 3 X KM2 KM2 KM1 KM S3 S T1 400v 24v 63 VA X1.4 X KA1 11 KM2 KM1 KM4 KM3 F X A1 A1 A1 A1 A1 X1 A2 A2 A2 A2 A2 X KM1 KM2 KA1 KM3 KM4 H1 X2 H2 07 X X1 X2

8 7 MATERIEL : Banc moteur de la salle de TP S.T.S. M.I. PROCESSUS DE VISITE PREVENTIVE MARQUE : LEROY SOMMER Objet : Schéma général et nomenclature d une machine à courant continu DOCUMENT : Vue éclaté de la génératrice à courant continu N Dénomination 1 Flasque palier coté bout d arbre 2 Roulements 3 Turbine de ventilation 4 Induit (circuit magnétique + bobinage) 5 Collecteur 6 Carcasse (Stator). Bobinage + circuit magnétique 7 Anneau de manutention 8 Roulement 9 Balais et porte balais 10 Flasque palier coté collecteur 11 Porte de visite et d aération 12 Bornes 13 Planchette à bornes didactique

9 8 PROCESSUS D INTERVENTION MATERIEL : Banc moteur salle de T.P. M.S. MARQUE : LEROY SOMER TYPE : Génératrice à courant continu FREQUENCE : Toutes les semestres DUREE : h NATURE DE l INTERVENTION : Maintenance préventive 100 MESURES EN FONCTIONNEMENT MESURES DE SECURITE : N OPERATIONS A EFFECTUER Dénomination OUTILLAGES VALEURS OBSERVATIONS Référence et réglage 101 Démarrer le banc moteur Régler le rhéostat de charge de la génératrice à pleine charge 102 Mesurer les courants coté moteur AS 3 ~ Pince multifonction MX 200 Réglée sur la position A I L1 : I L2 : I L3 : Placer le câble au centre de la pince 103 Mesurer les tensions composées coté moteur AS 3 ~ Multimètre Position : U 1 - V 1 : V 1 - W 1 : W 1 - U 1 : 104 Mesurer la vitesse de rotation du moteur en charge Tachymètre N :

10 9 105 Mesurer le courant d inducteur de la génératrice Pince multifonction I exc : 106 Mesurer la tension d inducteur de la génératrice Multimètre U exc : 107 Mesurer le courant d induit de la génératrice Pince multifonction I ind : 108 Mesurer la tension d induit de la génératrice Multimètre U ind : 109 Déposer la porte de visite Clé 6 pans de Vérifier l état de la commutation au niveau des balais de la génératrice Se munir de la documentation Marshall S.A.

11 10 PROCESSUS D INTERVENTION MATERIEL : Banc moteur salle de T.P. M.S. MARQUES : LEROY SOMER TYPE : Génératrice à courant continu FREQUENCE : Toutes les 4 semaines DUREE : h NATURE DE l INTERVENTION : Maintenance préventive 200 MISE EN SECURITE N OPERATIONS A EFFECTUER OUTILLAGES OBSERVATIONS 201 Arrêter le banc moteur Pancarte de sécurité 202 Consignation

12 11 PROCESSUS D INTERVENTION MATERIEL : Banc moteur salle de T.P. M.S. MARQUES : LEROY SOMER TYPE : Génératrice à courant continu FREQUENCE : Toutes les 4 semaines DUREE : h NATURE DE l INTERVENTION : Maintenance préventive 300 VERIFICATION VISUELLE (HORS TENSION) N OPERATIONS A EFFECTUER 301 Vérifier l état des câbles et des connexions électriques 302 Vérifier l état du collecteur et des balais 1 Retirer les balais OUTILLAGES OBSERVATIONS 2 Vérifier l état du collecteur Se munir de la documentation Marshall S.A. 3 Vérifier l état des balais Se munir de la documentation Marshall S.A. 4 Vérifier l état des câbles et des connexions

13 12 PROCESSUS D INTERVENTION MATERIEL : Banc moteur salle de T.P. M.S. MARQUES : LEROY SOMER TYPE : Génératrice à courant continu FREQUENCE : Toutes les 4 semaines DUREE : h NATURE DE l INTERVENTION : Maintenance préventive 400 VERIFICATION DE L ISOLEMENT Précaution à prendre : N OPERATIONS A EFFECTUER Dénomination OUTILLAGES VALEURS OBSERVATIONS Référence et réglage 401 Isolement induit masse Contrôleur d isolement R ind - M : Réaliser le schéma Isolement inducteur - masse Contrôleur d isolement R exc - M : Réaliser le schéma Isolement inducteur - induit Contrôleur d isolement R ind - exc : Réaliser le schéma 1 Schémas à réaliser pour les mesures : Schéma 1 : Schéma 2 : M : Masse

14 13 PROCESSUS D INTERVENTION MATERIEL : Banc moteur salle de T.P. M.S. MARQUES : LEROY SOMER TYPE : Génératrice à courant continu FREQUENCE : Toutes les 4 semaines DUREE : h NATURE DE l INTERVENTION : Maintenance préventive N OPERATIONS A EFFECTUER Dénomination OUTILLAGES OBSERVATIONS 500 REMONTAGE 501 Reposer les balais 502 Reposer la porte de visite Clé de 6 pans de ESSAI 601 Redémarrer le banc moteur

15 14

16 Annexe 1

17 Annexe 2

18 Annexe 3