Objectif général : L élève sera capable de : TP7 CHOIX DE L APPAREILLAGE EN Y- - De réaliser le choix de l appareillage d un moteur d une installation (partie puissance) démarrant en Y- suivant plusieurs configurations. - Valider un choix d un composant. Objectif spécifique : A partir du système platine moteur, l élève sera capable de justifier le choix le plus judicieux du matériel nécessaire au câblage. Connaissances nouvelles : - Organiser et câbler un équipement simple. Programme : S 86 Appareillages électriques S 861 appareillage de commande - sectionneur, contacteur S 862 appareillage de protection du matériel électrique - fusibles - relais thermiques Prérequis : Lecture de schéma de puissance et commande. Choix d un composant. Critères d évaluation : Voir grille d évaluation Temps imparti : 2 heures Ce TP comprend : - 1 dossier pédagogique. - 1 dossier technique. - 1 dossier ressources. 28/11/2008 Page 1
1/ Evaluation des travaux pratique en cours de séance : Intitulé 0 1 2 3 4 Comportement face aux questions Renonce de suite sans poser de questions Pose beaucoup de questions Pose beaucoup de questions et apporte des réponses Cherche la réponse en posant des questions pertinentes Cherche seul de façon pertinente Avancement dans le TP Aucun travail ¼ Traité ½ Traité 3/4 Traité TP traité entièrement Connaissance du cours Besoin permanent du cours Besoin du cours de temps en temps Cours su parfaitement 2/ Evaluation du compte rendu : Partie du TP Remarques I II 3/ Remarques générales : 28/11/2008 Page 2
I/ Mise en situation : TP7 CHOIX DE L APPAREILLAGE EN Y- Un moteur de convoyeur entraîne un tapis transportant du charbon pour alimenter une centrale thermique. Charbon - Le schéma de l installation se trouve dans le dossier technique Problématique On désire commander le matériel électrique permettant le démarrage correct du moteur. Il faut donc prévoir le choix de matériel approprié et le plus économique possible. Vous effectuerez les calculs nécessaires pour le dimensionnement des composants Le but de ce TP est de choisir le matériel nécessaire au fonctionnement d un moteur avec un démarrage Y-. Au moins 3 configurations sont possibles pour le placement des appareils au niveau de la partie puissance. Vous justifierez suivant la solution le choix le plus judicieux. 28/11/2008 Page 3
I/ Démarrage «étoile / triangle» TRAVAIL DEMANDE : 1.1/ A partir du dossier ressources, analyser le schéma de puissance (dossier ressources solution 1) et expliquer brièvement les différentes phases de ce démarrage. 1.2/ A partir du couplage des enroulement ci-dessous, donnez la relation de : - a/ J en fonction de I en la justifiant. - b/ IY en fonction de I en la justifiant. 1.3/ Donnez l intérêt de ce type de démarrage. 1.4/ Donnez les caractéristiques (tension et courant) du moteur lorsque celui-ci tourne en fonctionnement nominal. 1.5/ Donnez 3 schémas de puissance unifilaire pour ce type de démarrage (voir dossier ressources). NOTA : on pourra éventuellement déplacer le relais thermique Rth pour une configuration. II/ Choix du démarrage : Y-. II.1/ Choix de l appareillage Pour ce choix, vous adopterez les notations suivantes : - Le contacteur de ligne est KML. - Le contacteur étoile est KMY. - Le contacteur triangle est KM II.1.1/ Pour les 3 configurations, déterminez le choix du matériel suivant : (voir dossier technique) - relais thermique Rth classe 10A - contacteur de ligne KML catégorie AC3 avec 1 contact NO. - contacteur étoile KMY catégorie AC3 avec 1 contact NO. - contacteur triangle KM catégorie AC3 avec 1 contact NO. - sectionneur Q avec 2 contacts de pré-coupure. - fusibles associés au sectionneur F (donnez le type). - II.1.2/ Donnez la solution la plus judicieuse. Justifiez votre réponse. 28/11/2008 Page 4
DOSSIER TECHNIQUE - Caractéristiques du réseau Réseau 127/ 230 V + PE - Caractéristiques techniques du moteur La plaque signalétique est la suivante : Réseau 3x230 V Nota : Le rendement du moteur est η = 0,85 28/11/2008 Page 5
DOSSIER RESSOURCES Démarrage étoile - triangle Les machines sont généralement entraînées par des moteur asynchrone, alimenté en courant alternatif triphasé, monophasé, diphasé. Ils sont d'une grande robustesses et d'un prix de revient faible avec très peu d'entretien. Ils sont constitués de deux parties bien distinctes. Le stator est la partie fixe du moteur, la carcasse sur laquelle est fixée une couronne de tôles d'acier munies d'encoches. Des bobines de section appropriée sont réparties dans ces dernières et forment un ensemble d'enroulements qui sont d'un nombre correspondant au nombre de phases du réseau d'alimentation. Le rotor est la partie mobile du moteur c'est lui qui transmet la force mécanique à la machine à mettre en mouvement. Il est placé à l'intérieur du stator il est constitué d'un empilement de tôles d'acier formant un cylindre fixé sur l'arbre du moteur. les plus courants sont les rotors à cage d'écureuil (dit rotor en court-circuit) et le rotor bobiné (rotor à bagues). Le rotor à cage : l'ensemble à l'aspect d'une cage cylindrique dont à chaque bout une couronne métallique est raccordée dans laquelle se trouve un empilement de tôles dont l'axe du moteur passe au centre. Moteur rotor bobiné 28/11/2008 Page 6
DOSSIER RESSOURCES Démarrage étoile - triangle (suite) Moteur rotor à cage 28/11/2008 Page 7
DOSSIER RESSOURCES Le couplage des moteurs Il y a deux sortes de couplage, le couplage étoile et le couplage triangle. Dans le montage étoile le bobinage est alimenté par la tension du réseau divisé par / 3. Dans le montage triangle le bobinage est directement alimenté par la tension du réseau. Tension d'alimentation entre les phases Plaque signalétique du moteur Couplage à réaliser 380 V 380-660 V Triangle 380 V 220-380 V Etoile 220 V 220-380 V Triangle 220 V 110-220 V Etoile Pour exemple, un moteur 380-660 V avec une tension du réseau de 380 V raccordé en étoile les bobinages sont alimentés en : 380 / 1.732 = 220 V. Raccordé en triangle les bobinages sont alimentés en 380 V. Avec une telle tension d'alimentation et ce type de moteur, il est possible de réaliser un démarrage étoile triangle pour diminuer l'intensité lors de la mise sous tension (voir schéma.) Ancien repérage Nouveau repérage 28/11/2008 Page 8
Fonctionnement DOSSIER RESSOURCES Ce type de démarrage est réservé aux machines démarrant à vide ou dont le couple résistant est faible. L intensité de démarrage est divisée par 3, mais le couple de démarrage aussi (proportionnel au carré de la tension d alimentation des enroulements). Configurations possibles pour le démarrage «étoile/triangle» - solution 1 (voir au dessus) : Réseau 3*230 Q InD InD =? KML F2 Couplé en Y InY =? M 3~ KMD KMY - solution 2 : Réseau 3*230 InD Q KML F2 M 3~ KMD Couplé en Y KMY InD =? InY =? NOTA : une troisième configuration est possible en déplaçant le relais thermique dans la «boucle» triangle 28/11/2008 Page 9