TP VARIATION DE VITESSE (ALIMENTATION SINUSOÏDALE)

Etude de la chaîne d'énergie du malaxeur - Activités du chef de projet

    Le moteur asynchrone est un moteur dont l'alimentation est triphasée. De la même façon qu'un moteur à courant continu a son propre modèle électrique, le moteur asynchrone possède une modélisation électrique pour chacune de ses 3 phases.

    L'ambition de cette partie est :
        * de vous faire étudier la structure de l'alimentation du système
        * de vous faire étudier la modélisation électrique du moteur asynchrone.

    Au préalable, il est demandé de prendre connaissance du dossier technique du Malaxeur, disponible dans les documents ressource.

Etude de la structure de l'alimentation

Fonction "ALIMENTER"

Une partie de l'armoire de puissance est schématisée ci-dessous.

Par une recherche documentaire sur Internet, et à l'aide du document ressource, complétez le schéma ci-dessus par le nom de l'élément désigné et sa fonction.

Fonction "CONVERTIR"

Il existe trois convertisseurs dans ce système : les 2 moteurs M1 et M2, et les résistances chauffantes, tels que représentés ci-dessous :

    Indiquer la nature de chacune des énergies qui entrent et sortent de ce schéma.

    Le moteur M1 est alimenté par un variateur de vitesse "Altivar", repéré A10 dans l'armoire électrique. En vous aidant du document ressource, préciser le type de conversion réalisé par ce composant

Alimentation du moteur

La plaque signalétique du moteur est reproduite ci-dessous :

On rappelle que la tension simple du réseau d'alimentation est égale à Veff=230V, et que la tension composée est égale à Ueff=400V.
Sachant que le branchement d'un moteur en étoile est un branchement entre phase et neutre, et que le branchement en triangle est entre deux phases, justifier le couplage retenu pour les deux moteurs M1 et M2

Modélisation électrique du moteur

Le document suivant résume les notions importantes qui concernent les moteurs asynchrones : Poster_MAS.pdf

Généralités sur la modélisation du moteur asynchrone

    Le moteur asynchrone est un moteur triphasé, comportant un stator bobiné par phase.
    Lorsque le moteur ne délivre aucun couple, sa vitesse de rotation dépend de la fréquence des signaux du stator. Il s'agit de la vitesse de synchronisme Ns : (avec ω pulsation des signaux, et p nombre de paires de pôles du stator)

Lorsque le moteur délivre un couple électromagnétique, sa vitesse de rotation diminue. On appelle glissement g la chute relative de vitesse :

    Sa vitesse de rotation n'est pas fixe, elle dépend du couple électromagnétique. On appelle glissement
    Chaque phase peut être modélisée de la façon suivante :

    V1 : tension efficace sur la bobine du stator
    R1 : résistance de la bobine
    X1 : réactance complexe de fuite du stator
    Rf : résistance fictive modélisant les pertes fer
    Xm : réactance de magnétisation
    X2 : réactance complexe de fuite du rotor
    R2 : résistance d'une phase du rotor
    g : glissement

Détermination de la résistance R1 d'une bobine

    On rappelle les schémas des couples étoile ou triangle :

    Moteur isolé, on mesure une résistance entre 2 phases égale à RΩ = 40 Ω. En déduire la valeur de la résistance R1 d'une bobine.

Détermination des caractéristiques R2 et X2 du rotor

    On effectue à présent un essai rotor bloqué sous tension réduite. On relève alors les puissances et courants suivants :
        * Tension efficace composée : U10=110V
        * Courant efficace de ligne : I10=1,6 A
        * Puissance active consommée : P0=252 W
        * Puissance réactive consommée : Q0=145 VAR

    En négligeant les termes Rf et Xm, en déduire les valeurs de R2 et X2. On rappelle que :
        * rotor bloqué, le glissement vaut g=1
        * la puissance consommée, active ou réactive, est celle consommée par les 3 phases
        * Le courant efficace dans une phase vaut

dans un couplage triangle

FIN DE CETTE PARTIE

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