Support d activité : ETUDE DES SYSTEMES TECHNIQUES INDUSTRIELS STATION DE POMPAGE Circuits terminaux d alimentation des moteurs 3~ Tâches professionnel liées à l habilitation électrique : Tâche 1 BR : Mettre en service un équipement électrique. Tâche 2 BR : Exécuter des tâches de mesurage / réglage. Liaison avec le référentiel : Compétences attendues : Chap. II.2.3.1 Fonction Le dossier technique d une installation étant fourni : alimenter : - Justifier le choix de la source d alimentation et ses conditions Chap. II.2.3.3 Fonction protéger les matériels : Chap. II.2.3.4 Fonction protéger les personnes : Chap. II.2.3.5.1 Fonction commander la puissance par contrôle «Tout Ou Rien» : d exploitation. - Le schéma et le cahier des charges d un système d alimentation en énergie électrique étant fournis : Identifier les matériels qui concourent à assurer la protection. Définir les priorités d interruption en cas de défaut. - En présence d un circuit terminal en fonctionnement, les conditions d exploitation étant définies : Valider les conditions de fonctionnement des protections. En présence d un système d alimentation en énergie, le cahier des charges et la norme étant fournis : - Identifier et justifier un régime de neutre. - Identifier les matériels qui concourent à assurer les protections. - Valider la conformité de la protection au moyen de mesurages pertinents. Le cahier des charges de l application, les caractéristiques de la source et la nature des protections étant fournis : - Choisir l appareil de commande à l aide des documents constructeur. - Mettre en œuvre l appareil de commande. Contenu de l application : Prise en main du banc LEROY SOMER. Etude des caractéristiques de couple et de courant en fonction de la vitesse. Vérification des protections. Support matériel : Le banc LEROY SOMER avec logiciel, un oscilloscope à mémoire, un dispositif permettant de relever l allure du courant (sonde ou TI), la maquette SLT MERLIN GERIN et une alimentation stabilisé. Composition du sujet : Page de garde. Présentation du banc LEROY SOMER. Travail demandé. Documents réponses : - Planche de connexion du récepteur R4 de la maquette MERLIN GERIN. - Réticule pour le relevé oscillographique. Annexe : - Fiche de sécurité. - Caractéristiques du moteur A1S et notice d utilisation du logiciel «machines électriques». - Courbes de déclenchement des disjoncteurs. - Tâches 1 et 2 BR. Travaux pratiques d E.S.T.I. Série S.T.I.3 Classe de terminale Durée 4 H + 3 H 01Tp21-STI3
ETUDE DES SYSTEMES TECHNIQUES INDUSTRIELS Chap. II.2 Programme relatif au sous-système de gestion de l énergie. Durée : 7 H STATION DE POMPAGE Circuits terminaux de commande des moteurs 3 ~ Tâche 1 BR Tâche 2 BR Dans un premier temps, on se propose de vérifier les caractéristiques électromécaniques d un moteur asynchrone triphasé lorsque l on utilise la technique d insertion de résistance au stator pour limiter les pointe de courant au démarrage. Les essais seront réalisés sur le banc LEROY SOMER et une platine pré-câblée. Dans la deuxième partie, le banc sera alimenté par la maquette MERLIN GERIN et analysera les dispositifs mis en œuvre pour assurer les différentes fonctions des circuits terminaux. 1 - PRESENTATION DE BANC LEROY SOMER : Le banc est constitué d un socle support où sont accouplés un moteur asynchrone 3~ (1) de type A1S et un frein à poudre (2) servant à moduler sa charge. Deux modules de mesure permettent de relever les caractéristiques «mécaniques» et «électriques» Le module «mécanique» reçoit les informations d une génératrice tachymétrique (3) et d un capteur de force à jauge de contrainte (4) pour élaborer et afficher les données de vitesse, de couple et de puissance mécanique. Le module «électrique» est inséré dans le circuit d alimentation du moteur pour donner la tension entre phases, le courant et la puissance électrique. Lorsque l on ne se sert pas des modules de mesure, on peut : - commander le frein avec une alimentation stabilisée par les bornes disponibles sur le carter (6). - relever l image de la vitesse avec un voltmètre avec les bornes du carter (6 ). La constante de vitesse est 0,02 V / tr.mn -1 soit de 30 V pour 1500 tr.mn -1. 2 - DISPOSITIF D ACQUISITION DES DONNEES : Le banc d essai est complété par un dispositif d acquisition de données constitué d un filtre RC et d un convertisseur A/N servant d interface pour pouvoir visualiser et enregistrer les caractéristiques électromécaniques du moteur sur un ordinateur. 3 - DEMARRAGE PAR INSERTION DE RESISTANCES AU STATOR : On donne en annexe la notice d utilisation du logiciel «machines électriques» et une platine pré-câblée en démarrage direct. 3.1 - Raccorder la platine au moteur via le rhéostat triphasé en n oubliant pas le module électrique. Choisir le couplage moteur, compléter la fiche de sécurité et faire vérifier l ensemble par le chargé de travaux. 3.2 - Démarrage direct : Rhéostat = 0% 3.2.1 - Positionner le commutateur de sélection du mode de fonctionnement du module mécanique sur «commande manuelle en couple» (Tmanu) et régler le courant statorique à la valeur nominale. Utiliser un transformateur d intensité pour relever l allure du courant au démarrage et en régime permanent avec l oscilloscope à mémoire. 3.2.2 - Faire apparaître sur le relevé le courant de démarrage Id, le courant nominal In et la durée du démarrage. 3.2.3 - Calculer le rapport Id/In et commenter. 3.2.4 - Lancer le logiciel MAS et relever les caractéristiques T(n) et I(n). Série S.T.I.3 1/4 01Tp21-STI3
3.2.5 - Imprimer uniquement le tableau des résultats numériques du démarrage direct. 3.3 - Démarrage statorique : Rhéostat = 100% 3.3.1 - Relever les nouvelles caractéristiques T(n) et I(n) en superposition avec les précédentes 3.3.2 - Imprimer les caractéristiques (ne pas tracer des segments) ainsi que le tableau des résultats numériques du démarrage statorique. 3.3.3 - Relever la valeur de la vitesse en régime nominal. 3.4 - Exploitation des relevés : 3.4.1 - Placer le point de fonctionnement en précisant les grandeurs. 3.4.2 - Les valeurs au démarrage. 3.4.3 - Choisir judicieusement le point de suppression des résistances et tracer en rouge la caractéristique résultante. 3.4.4 - Rappeler les avantages et les inconvénients de ce type de démarrage ainsi que ses domaines d application. 4 - PROTECTION DES MOTEURS PAR DISJONCTEUR MAGNETO-THERMIQUE : Le moteur asynchrone du banc LEROY SOMER est maintenant alimenté par le départ n 4 de la maquette MERLIN GERIN. Le schéma des liaisons à la terre (SLT) est de type TT. 4.1 - Schéma des liaisons à la terre T.T. : Les résistances de prise de terre du neutre et des masses sont de 22Ω - 200W et on exige la sélectivité différentielle pour le récepteur R4. 4.1.1 - Compléter la planche de câblage de la maquette page 3/4. On relève les informations suivantes sur la plaque signalétique du moteur du banc LEROY SOMER : Tension triphasée : 220/380V~ - Puissance : 300W - cos ϕ = 0.66 - rendement = 0.68 Fréquence : 50Hz - Vitesse : 1440 tr/mn - Classe F - Service : S1- IP 54 4.1.2 - Réaliser le câblage et le raccordement du moteur. On rappelle que le réseau de la maquette MERLIN GERIN est un 3x230V~. Seul le module électrique du banc est conservé. Le frein sera alimenté par une alimentation stabilisée et la vitesse sera contrôlée par un voltmètre. 4.1.3 - Faire vérifier par le professeur. 4.1.4 - Démarrer le moteur et régler le courant à la valeur nominale In avec le frein à poudre. Relever la puissance sur le module électrique et la vitesse avec le voltmètre. Faire valider par le professeur. 4.1.5 - Refaire l essai pour 1,3 In à chaud et laisser tourner le moteur pendant 4 mn. 4.1.6 - Justifier la réaction de l appareillage en vous aidant des documents constructeur. (courbes de déclenchement) NOMS : Série S.T.I.3 2/4 01Tp21-STI3
NOMS : Série S.T.I.3 3/4 01Tp21-STI3
Série S.T.I.3 4/4 01Tp21-STI3