Valider le fonctionnement en Générateur d un Moteur Courant continu entraîné par une turbine de type «Pelton».

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1 Tp Mise à jour jrs Cycle de vie : Configuration Utilisation Centre d intérêt : Conversion de l Energie - Générateur Turbine Pelton Compétences : E08. Désigner, Justifier, Choisir et Mettre en œuvre les constituants qui réalisent la synthèse des fonctions. E18. Montrer que le programme d action sur la matière d œuvre (ou sur l état d un mobile) conditionne la nature, la quantité et la qualité de l énergie délivrée. E25. Vérifier la réversibilité du convertisseur électromécanique d'énergie (moteur / génératrice). E45. Vérifier à l aide de mesurages pertinents, les performances attendues du système de conversion. Fonction : Réversibilité de la machine MCC Problématique : Le reponsable technique hydrologue à valider le site de la macairie du Stillenbach pour l implantation d un Turbine Pelton (haute chute 145m depuis la source). Vous êtes chargé de valider l utilisation de la nouvelle génératrice à courant continu qui seras couplé à la Turbine. Elle doit fonctionner malgré les variations de débit saisonnier (donc de vitesse). Thématique Utiliser les ressources naturelles disponibles sur le site pour produire de l énergie Valider le fonctionnement en Générateur d un Moteur Courant continu entraîné par une turbine de type «Pelton». (turbine 3kW en bleu ci-dessous).

2 Sinoptique de l équipement électrique du Stillenbach. A) Etude fonctionnelle. Surligner en couleur la fonction produire de l énergie électrique. Voir documents réponses «Bêtes à cornes, Pieuvre). Compléter la décomposition fonctionnelle niveau A-0 Voir documents réponses. Turbine Pelton Soléner de 5kW 2/9

3 Banc de mesures Leroy Sommer de 1.5 kw«mcc à gauche» «MAS à droite» B) Etude du moteur courant continu. a) Relever la plaque à bornes du moteur. b) Relever Un, In (induit), In (inducteur), Calculer P. utile, Couple utile, c) Réaliser le câblage du moteur MCC. Exitation indépendante. Alimentation par modulateur réversible (alim. Monophasé). Attention CC de la protection CTP sur le variateur. Inclure le banc de mesure (intensité : induit, inducteur tension : induit). Inclure le module de mesure 4 quadrants. Mise en service par l enseignant après contrôle (charge nominale) Réaliser un relevé (courbe T(Nm)=f(n(tr/mn))) à l aide du logiciel de mesure «ordi.». Valider le point de fonctionnement du moteur. Compteur d énergie avant le modulateur (variateur). C) Etude du moteur asynchrone à cage. a) Relever sur la plaque signalétique du moteur : Le couplage correspondant à un réseau de 400V. Intensité nominale du moteur. Vitesse nominale du moteur. Couple de démarrage Couple maximal b) Calculer le couple nominal du moteur. c) Réaliser le câblage du moteur alimenté par le Variateur «UMV 4301» Sécurité thermique «CTP» Couplage du moteur 3/9

4 Mesure de P, Q, I, (wattmètre bleu). Compteur d énergie avant le modulateur (variateur). d) Mise en service par l enseignant après contrôle (charge nominale) e) Réaliser un relevé (courbe T(Nm)=f(n(tr/mn))) à l aide du logiciel de mesure «ordi.». (mode auto voir enseignant). f) Valider le point de fonctionnement du moteur. D) Mise en œuvre du fonctionnement générateur du moteur Courant continu a) Alimenter le moteur MCC par le variateur 4Q. Mesure de P, Q, I, (wattmètre bleu). Compteur d énergie. b) Mise en service par l enseignant après contrôle. Démarrage moteur MAS (dem. Par le variateur associée). c) d) e) f) Monter lentement la vitesse du MAS Observer le changement de fonctionnement du MCC qui de Moteur devient générateur Augmenter la vitesse du MAS pour obtenir 1000W fourni par la «géné. MCC» Réaliser un relevé (courbe T(Nm)=f(n(tr/mn))) à l aide du logiciel de mesure «ordi.». Pourquoi le signe du wattmètre bleu à changé. Calculer l énergie mesuré par le compteur d énergie en 1s, en 1h. Conclusions. Ensemble complet Leroy Sommer 1.5kW E) Modélisation de la courbe de couple du moteur. a) tracer le point de fonctionnement du moteur MAS b) tracer le point de fonctionnement du générateur MCC 4/9

5 Mise en œuvre du moteur «MCC» Conrant Continu. 5/9

6 Mise en œuvre du moteur «MAS» alternatif triphasé. 6/9

7 Bête à Cornes : Utilisateur d électricité Electricité Turbine Produire de l électricité Pieuvre : Utilisateur d électricité Electricité Milieu extérieur FP1 FC1 FC4 turbine Terrain FP2 FC3 FC2 Eau de source Riverains 7/9

8 FP1 :Produire de l électricité exploitable FP2 : Produire quelque soit le débit de l eau FC1 : Résister aux milieux extérieurs FC2 : Ne pas gêner les riverains FC3 : Permettre une implantation aisée FC4 : Ne pas gâcher le paysage ETUDE FONCTIONNELLE SADT. CONVERTIR Energie... Energie... A-0 MCC Générateur 8/9

9 Point de fonctionnement N (tr/min) C (N.m) 9/9