Savoir-faire expérimentaux.

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1 LYCEE LOUIS DE CORMONTAIGNE. 12 Plce Cormontigne BP METZ Cedex 1 Tél.: Fx : Sciences Appliquées. Svoir-fire expérimentux.. Référentiel.. :. S5 Sciences. Appliquées A 1 4 : Systèmes triphsé Sciences Physique TP9: Système triphsé Support Mtériel : Ensemble de Lmpes,, moteur synchrone triphsé 1.5Kw 400V/230V Mtériel spécifique : 1 Pinces Chuvin Arnoux F 27 Objectifs : Mesurer les différentes grndeurs électriques d un système triphsé. Déterminer le digrmme de Fresnel des tensions et des cournts d une chrge équilibrée. STS1_12 Système triphsé.doc 12/11/2013 Pge 1 sur 5.

2 Svoir-fire expérimentux. SYSTEME TRIPHASE EN REGIME PUREMENT SINUSOIDAL Nottion et conventions: Tous les signux sont purement sinusoïdux et de fréquence 50 Hz. v 1, v 2, v 3 : tensions instntnées phse- neutre de vleur efficce V = 230V. V 1, V 2, V 3 les grndeurs complexes et, V1, V2, V3 les vecteurs de Fresnel ssociées ux tensions phse-neutre. L tension v1ser prise comme origine des phses v v ( t) V 2 sin t 1 1 Le vecteur V1 ser dessiné horizontlement et orienté de l guche vers l droite u 12, u 23, u 31 : tensions instntnées entre phses de vleur efficce U = 400 V. U 12, U 23, U 31 les grndeurs complexes et U12, U23, U31 les vecteurs de Fresnel ssociées ux tensions composées. i 1, i 2, i 3 : cournts instntnés en ligne de vleur efficce I 1, I 2, I 3. I 1, I 2, I 3 les grndeurs complexes et I1, I2, I 3 les vecteurs de Fresnel ssociées ux cournts en ligne j 1, j 2, j 3 : cournts instntnés dns une impédnce Z, modélisnt l chrge en fonction du mode de couplge, de vleur efficce J 1, J 2, J 3. J 1, J 2, J 3 les grndeurs complexes et J 1, J 2, J 3 les vecteurs de Fresnel ssociées ux cournts dns une impédnce ngle J, V, est l ngle orienté de J versv représentnt le déphsge entre le cournt J et l tension V. représente églement l rgument de l impédnce Z soumise à V et prcourue pr J. On représente églement ce déphsge pr «cos» de l chrge. p(t) puissnce instntnée bsorbée pr un montge P puissnce ctive en W Q puissnce réctive en VAR S puissnce pprente en VA fcteur de puissnce fp = P/S ; fp = cos φ pour un circuit monophsé ou pour un circuit triphsé prfitement équilibré. En régime périodique sinusoïdl pur on écrit : S 2 = P 2 +Q 2 STS1_12 Système triphsé.doc 12/11/2013 Pge 2 sur 5.

3 Svoir-fire expérimentux. Utilistion d un nlyseur de réseu P est l mesure issue d un wttmètre ou d un nlyseur de réseu dont le circuit tension est disposé entre les points b, c et le circuit cournt sur l phse. Les deux représenttions possibles de ces ppreils sont données ci-dessous. i i P b u b u c c P L nlyseur de réseu mesure églement le déphsge entre le cournt i dns l phse et l tension u des phses b et c que l on note :. Il mesure, en position Q, l puissnce réctive PREPARATION Q. 1- Tensions simples et tensions composées, digrmme de Fresnel, séquence du réseu Sur le bndeu de distribution de l tble de TP on noter les bornes triphsées de l guche vers l droite 1, 2 3 et N Pour un réseu de séquence directe puis de séquence inverse représenter le digrmme de Fresnel des 3 tensions simples et des trois tensions composées du réseu 400V/230V, en prendr comme origine des phses, pour les deux cs, l tension simple V 1. 2 Digrmme de Fresnel des tensions et des cournts, notion de déphsge Rppel : l somme de trois grndeurs sinusoïdles de même fréquence, de même mplitude et déphsées de 2π/3 l une pr rpport à l utre est nulle 2-1 Réseu 4 fils équilibré en cournt L chrge est composée de trois impédnces Z identiques brnchées entre phses et neutre. L rgument de chque impédnce est de +30, son cos φ est donc de Donner le schém de cette distribution en repérnt, à votre guise, toutes les tensions et tous les cournts. STS1_12 Système triphsé.doc 12/11/2013 Pge 3 sur 5.

4 Svoir-fire expérimentux. Représenter le digrmme de Fresnel des tensions et des cournts. Déterminer le déphsge entre le cournt I 1 dns l phse 1 et l tension U 12 entre les phses 1et 2. Quelle est l reltion, entre et φ? 2-2 Réseu 3 fils équilibré en cournt On enlève le neutre de l distribution du réseu. Donner le nouveu schém de ce système fin que le couplge soit de type étoile. Le digrmme de Fresnel est-il modifié? 2-3 Réseu 3 fils équilibré en cournt sur une chrge couplée en tringle On utilise l même chrge mis on l couple en tringle. Reprendre l même étude qu u prgrphe 2-1. MANIPULATION Pour mesurer tension, cournt et puissnces on utiliser uniquement une ou deux pinces nlyseur de réseu F27. Les relevés des grndeurs instntnées se feront obligtoirement vec un oscilloscope différentiel. 1 Distribution 230V400V Mesurer l vleur efficce des 3 tensions simples et des 3 tensions composées. Est-ce conforme à votre ttente, le réseu est-il équilibré en tension? Visuliser à l oscilloscope simultnément les tensions v1(t) et v2(t), mesurer le déphsge entre v2(t) et v1(t) lquelle est en vnce. Refire l même chose pour v2(t) et v3(t). Représenter les 3 vecteurs de Fresnel modélisnt cette distribution. Quelle est l séquence de ce réseu? Visuliser simultnément v1(t) et u12(t), mesurer le déphsge entre ces deux tensions. Retrouver ce déphsge sur le digrmme de Fresnel. Déterminer, en précisnt bien comment on repère les phses, l séquence du réseu à l ide du séquence-mètre. Est-ce cohérent? 2 Réseu 4 fils équilibré en cournt. L chrge est composée de lmpes. Donner le schém de montge. Donner les crctéristiques des lmpes et prévoir quel ser l vleur efficce du cournt en ligne. En utilisnt un nlyseur de réseu F27 on désire mesurer l tension, le cournt, le déphsge et l puissnce consommée pr une seule lmpe. Donner le schém de montge. Fire les mesures. Commenter. STS1_12 Système triphsé.doc 12/11/2013 Pge 4 sur 5.

5 Svoir-fire expérimentux. Mesurer le cournt dns le neutre. L chrge est-elle équilibrée en cournt et en tension? Mesurer entre chque phse et le neutre les puissnces P1 N, P2 N etp 3N consommées pr chque lmpe et l vleur du cos φ reltif à chque phse. Quelle est l puissnce totle consommée pr les lmpes? Le déphsge du cournt pr rpport à l tension est-il le même pour chque lmpe? 3 Réseu 3 fils équilibré en cournt, chrge en étoile Enlever le neutre du réseu. Mesurer les 3 cournts en ligne. L chrge est-elle équilibrée en cournt? Mesurer l tension, le cournt, le déphsge et l puissnce consommée pr une seule lmpe. Mesurer en position monophsé 1 P23 et l vleur du cos Psser en position triphsée, reprendre les mêmes mesures. Anlyser les résultts. Quelle est l puissnce consommée et l vleur du cos φ de l chrge triphsée? 4 Réseu 3 fils équilibré en cournt, chrge tringle On désire limenter un moteur synchrone 1.5 KW 230V/400V couplé en tringle. Donner l plque signlétique de l mchine utilisée. En déduire quelle limenttion de l tble on doit utiliser. Pour un fonctionnement à vide du moteur fire toutes les mesures permettnt de représenter le digrmme de Fresnel des tensions entre phse et des cournts en ligne de cette chrge. STS1_12 Système triphsé.doc 12/11/2013 Pge 5 sur 5.