TESOS TRHASEES - DEFTOS. Système triphasé Trois tensions sinusoïdales de même fréquence et de même valeur efficace, déphasées les unes par rapport aux autres de π/ forment un système triphasé équilibré. Exemple : u= sin( ωt) u = sin( ωt π ) u = sin( ωt 4π ) Représentation : u u u. nstallation triphasée n alternateur triphasé est formé de générateurs délivrant trois fem sinusoïdales formant un système triphasé équilibré. Terre rise phases+eutre+terre La ligne comporte fils appelés phases (, et, souvent notées R, S, T). n quatrième fil est appelé eutre. En France l'énergie électrique est distribuée à partir de deux réseaux : le réseau 7 V / 0V (pratiquement abandonné) le réseau 0 V / 80 V AM - 004/005 age
. Tensions simples et tensions composées i i u u v u i v v i Les tensions simples représentent les tensions entre phase et neutre. v = V sin( ωt) v = V sin( ωt π ) v = V sin( ωt 4π ) En régime équilibré les tensions simples ont même valeur efficace. V = V = V = V Les tensions composées représentent les tensions entre phases u = v - v u = v - v u = v - v En régime équilibré les tensions composées ont même valeur efficace. = = =. Construction de Fresnel On associé à chaque tension simple un vecteur de Fresnel tension composée un vecteur de Fresnel,, : V, V, V et à chaque = V V = V V = V V V + V+ V= 0 + + = 0.B.: On passe du système des tensions simples à celui des tensions composées en effectuant une rotation de +0 Relation entre et V : = V AM - 004/005 age
Quelques avantages d'une distribution en triphasé Les machines industrielles ont des puissances supérieures de plus de 50% à celles des machines monophasées de même encombrement d'où un coût plus faible. Le transport de l'énergie électrique entraîne toujours une dissipation thermique, les pertes sont moindres avec une ligne triphasée. Le moteur le plus répandu (moteur asynchrone triphasé) n'a pas d'équivalent en monophasé - GROEMETS DE RECETERS. Montages Z V Z Z J V Z J Z V Z J Montage étoile. Montage étoile 4 fils (avec fil neutre) Montage triangle Dans un couplage étoile les récepteurs sont soumis aux tensions simples (V). Chaque récepteur est traversé par le courant () qui parcourt la ligne à laquelle il est connecté. = + + En régime équilibré, le courant dans le neutre est nul Exercice : Sur un réseau 7 V/0 V, on couple en étoile avec fil neutre impédances : Z = R = 0 Ω ; Z = Lω = 5 Ω ; Z = /Cω = 0 Ω. Calculer les courants en ligne, Faire la construction de Fresnel En déduire la valeur du courant dans le neutre Réponses : = 6,5 A, = 8,47 A, = 4, A et = 5, A. AM - 004/005 age
. Montage étoile fils (sans fil neutre) our un montage équilibré (Z = Z = Z ) le fil neutre est inutile ( = 0), mais dans le cas d'un montage non équilibré si le neutre n'est pas branché on observe un déséquilibre des tensions aux bornes des récepteurs. On appelle tension asymétrique a la tension entre le point commun des récepteurs et le neutre. Z V Z ' V Z V a Certains récepteurs seront donc en surtension, d'autres en sous tension. Le fil neutre est donc le fil d'équilibre des tensions aux bornes des récepteurs, il est indispensable en pour un montage non équilibré.. Montage triangle Dans un couplage triangle les récepteurs sont soumis aux tensions composées (). Les récepteurs sont traversés par les courants (J) tels que : = J J = J J = J J + + = En régime équilibré : = J 0 AM - 004/005 age 4
Exercice : On couple en triangle sur un réseau triphasé ( = 40 V) les trois impédances : Z = R = 0 Ω ; Z = Lω = 0 Ω ; Z = /Cω = 40 Ω. Calculer l'intensité des courants dans les récepteurs J, J, J Faire la construction de Fresnel En déduire l'intensité des courants en ligne en ligne, Réponses : J = 8 A, J = A, J = 6 A et =,6 A, = 9, A, = 0,4 A. - SSACE E TRHASE. Définitions our trois récepteurs couplés en étoile ou en triangle et soumis à une alimentation triphasée, on peut exprimer la puissance consommée par les expressions : uissance active = + + uissance réactive Q = Q + Q + Q,, et Q, Q, Q représentent les puissances actives et réactives consommées par chacun des récepteurs (en étoile ou en triangle) uissance apparente S = + Q Facteur de puissance k = S. Montages équilibrés ( récepteurs identiques) montage étoile : les trois récepteurs sont soumis à la même tension simple V et traversés par le même courant d'intensité : = = = V cos ϕ = V cos ϕ avec = V = cos ϕ montage triangle : les trois récepteurs sont soumis à la même tension composée et traversés par le même courant d'intensité J : = = = J cos ϕ = J cos ϕ avec = J = cos ϕ AM - 004/005 age 5
Conclusion : pour un montage équilibré que les récepteurs soient couplés en triangle ou en étoile la puissance s'exprime par la même relation. uissance active uissance réactive Q = cos = sin uissance apparente S = + Q = Facteur de puissance ϕ ϕ k = = cos ϕ S. Mesure de la puissance active Méthode des wattmètres : cette méthode est applicable aux montages sans fil neutre, elle peut donc être utilisée avec un couplage triangle ou un couplage étoile fils (ou 4 fils si le montage est équilibré puisque = 0). WA WB récepteur triphasé Exercice : exprimer la puissance consommée dans le cas d'un montage triangle A wattmètre WA : A =. =. ( J J ) wattmètre WB : B =. =. ( J J ) + =.J + ( ).J. J + B + = +.J +.J + A B A + B = + + =. J.B. de même on démontre que pour un montage équilibré la puissance réactive s'exprime par la relation : Q = ( ). A B AM - 004/005 age 6
Exercices Ex. moteurs triphasés M et M (récepteurs triphasés équilibrés) sont alimentés par un réseau triphasé 0V/80V- 50 Hz. M : = 5 kw cos ϕ = 0,7 M : = 8 kw cos ϕ = 0,8 Calculer le courant en ligne lorsque les deux moteurs fonctionnement Calculer la capacité des condensateurs montés en triangle permettant d'obtenir un facteur de puissance k = 0,8 lorsque le moteur M fonctionne seul. Réponses : = 6 A ; C = 0 µf. Ex. récepteurs identiques d'impédance Z sont couplés en triangle sur un réseau 0V/80V - 50Hz. On mesure la puissance consommée par la méthodes des deux wattmètres et l'on trouve A = 868 W et B = - W. Calculer Les puissances actives et réactives consommées La valeur efficace du courant dans chaque récepteur et du courant en ligne L'impédance de chaque récepteur Réponses : = 76 W ; Q = +7 var ; =,86 A ; J =,65 A ; Z = 0 Ω. AM - 004/005 age 7