Transcription of Electrotechnique triphasé
1 Electrotechniquetriphas Chapitre 11 CADEV n 102 679 Denis Schneider, 2007 Chapitre 11 Page 11 - 1 Table des mati G N RALIT S .. 1 D FINITION TENSIONS TRIPHAS COURANTS TRIPHAS AVANTAGE DU SYST ME TRIPHAS .. TENSIONS TRIPHAS ES .. D SIGNATION DES raccordement DE LA LIGNE AU R D SIGNATION DES TENSIONS ET DES COURANTS EN TRIPHAS .. R CEPTEUR TRIPHAS QUILIBR COUPL EN TOILE .. RELATION ENTRE COURANTS DE LIGNE ET COURANTS DE RELATION ENTRE TENSIONS DE LIGNE ET TENSIONS DE FORMULES POUR LE COUPLAGE EN ABSENCE DU CONDUCTEUR PUISSANCE D UN R CEPTEUR QUILIBR EN TRIPHAS .. Formules .. R CEPTEUR TRIPHAS NON QUILIBR COUPL EN TOILE .. AVEC CONDUCTEUR PUISSANCE DU R CEPTEUR TRIPHAS NON QUILIBR .. R CEPTEUR NON QUILIBR COUPL EN TOILE SANS NEUTRE .. COUPURE D UN FILS D ALIMENTATION (R CEPTEUR Y QUILIBR ).. AVEC CONDUCTEUR NEUTRE :.. SANS CONDUCTEUR NEUTRE : .. R CEPTEUR TRIPHAS QUILIBR COUPL EN TRIANGLE.
2 RELATION ENTRE TENSIONS DE LIGNE ET TENSIONS DE PHASE : .. RELATION ENTRE COURANTS DE LIGNE ET COURANTS DE PHASE: .. PUISSANCE D UN R CEPTEUR QUILIBR EN TRIPHAS .. Formules .. MESURE DE LA PUISSANCE ACTIVE EN TRIPHAS .. M THODE POUR R CEPTEURS QUILIBR M THODE G N M THODE DES 2 WATTM AM LIORATION DU FACTEUR DE PUISSANCE .. G N RALIT AVANTAGES DE L AM LIORATION DU FACTEUR DE CALCUL DE LA CAPACIT DES 26 Chapitre 11 Page 11 - G n ralit s11 .1 1 D fi ni tio n ten sio ns t ri phas esUn syst me de tension triphas e est un ensemble de troistensions alternatives, de m me valeur efficace, d cal esl une par rapport aux autres de 120 .11 .1 .2 Co ura n ts t ri pha s sDans une installation lectrique triphas e, il arrive que lescourants eux n aient ni la m me valeur efficace, ni lem me d calage, ni m me une forme sinuso dale (commepar exemple un courant travers une lampe conomique).Les formules d velopp es dans ce fascicule ne sonttoutefois valables que pour des courants de formesinuso.
3 1 .3 Ava n tage du syst me tr ip ha s Par rapport au syst me monophas , le triphas permet : le transport de puissance avec moins de pertes enligne. une conomie de fil conducteur (par exemple : Pourune m me masse de cuivre, on peut transporter plusd nergie en triphas ) d alimentation de moteurs bon march (moteur caged cureuil) et facile d entretien de cr er un champ magn tique tournant d avoir plusieurs tensions disposition (par exemple :230 et 400 V) d obtenir un faible taux d ondulation lors de l emploide .1 .4 Prod u ctio nPour produire des tensions alternatives triphas es, il fautun alternateur dont on a dispos les 3 groupesd enroulements statoriques en les d calant physiquementde 120 les uns par rapport aux autres, le rotor tant unesource de flux magn 11 Page 11 - Tensions triphas esLe r seau lectrique alimente une majorit d usag s avec un circuit triphas.
4 La tension entrechaque conducteur polaire est de 400 V et entre unconducteur polaire et le conducteur neutre unetension de 230 conducteurs de protection, de terre oud quipotentiel sont au m me potentiel que leconducteur neutre. Leur r le est d assurer laprotection. En service normal, ils ne conduisentaucun courant et n ont aucune influence dans lecircuit du point de vue de la th orie lectrotechnique, nous n en parlons donc pas dansce .2 .1 D sig nat io n de s bo rn esLes extr mit s des enroulements de l alternateurou des imp dances d un r cepteur sont rep r espar les lettres suivantes :U1 - U2 ; V1 - V2; W1 - W2On admet que la tension la plus lev e estindiqu e par l indice 1. Le courant s coulant doncde U1 U2, de V1 V2 et de W1 W2 dans lesimp dances est donc consid r comme signations actuelles11 .2 .2 Ra cco r de me n t d e la lig n e aur ce pt e urLe raccordement des conducteurs de ligne auxr cepteurs ou aux alternateurs se fait enconnectant les conducteurs :L1 la borne U1L2 la borne V1L3 la borne W1Le raccordement des bornes de sortie d pend dutype de couplage : toile ou , les conducteurs taient appel sR, S, Tet les bornes U - X ; V - Y; W- ZD signations anciennesChapitre 11 Page 11 - 4Le g n rateur est un alternateur triphas.
5 AlternateursR cepteursLes 3 imp dances forment soit un r cepteur triphas unique, soit des r cepteurs monophas splac s dans une on relie les trois conducteurs de retour des trois circuits monophas s, ce nouveauconducteur est appel conducteur bornes U2, V2, et W2 sont reli es aux g n rateurs et aux r cepteurs. Le nombre deconducteurs est ainsi diminu .Les tensions d un syst me triphas sont d finies parles quations suivantes :uU1-U2(t) = U 2 sin ( t + 0) [V]uV1-V2(t) = U 2 sin ( t 2 /3) [V]uW1-W2(t) = U 2 sin ( t 4 /3) [V]Rappel : la pulsation s'exprime en radian par seconde doncl angle est en radian [rad].Chapitre 11 Page 11 - D signation des tensions et des courants en triphas La tension d alimentation que l on mesure entre lesconducteurs L1 et L2, entre L2 et L3 et entre L3 etL1 se note U et s appelle tension compos e, tensionde ligne ou tension usage est que lorsqu on parle de U en triphas , onfait r f rence la tension compos tension vaut g n ralement dans le r seaueurop en 400 V.
6 U L1-L2 = U12 = 400 [V] U L2-L3 = U23 = 400 [V] U L3-L1 = U 31 = 400 [V]Cette notation est souvent utilis e. Elle signifiequ il y a disposition trois tensions (d phas es de120 ) de 400 V courant qui circule dans les conducteursd alimentation L1, L2 ou L3 s appelle courant deligne ou courant polaire. Il se note I. I1 = IL1 [A] I2 = IL2 [A] I3 = IL3 [A]Le courant qui circule dans le conducteur neutre estappel courant de neutre et not : I I I INNNNEn triphas , il existe principalement 2 couplages : toile et les 2 cas, la tension aux bornes de chacune desimp dances est une tension simple ou tension dephasenot e : UUUU phphphph [V]Le courant qui traverse chacune des imp dances senomme courant simple ou courant de phase not : I I I I ph [A]couplage toilecouplage triangleU = 3 . 400 [V]Chapitre 11 Page 11 - R cepteur triphas quilibr coupl en toile11 .4 .1 Rela tion e nt re cou ra nts d elig n e e t co ura n ts de phas eIl n y a aucun n ud entre la ligne et les imp dancesdu r cepteur raccord en courants de ligne traversent directement lesimp dances.
7 Ils ont donc la m me valeur et lem me d phasage que les courants de phase. I = I I I I ph11 .4 .2 Rela tion e nt re te nsio ns delig n e e t t en sion s d e p has eLes tensions de phases UUUU phphphph sont celles mesur es auxbornes des imp dances soit la tension mesur e entrele conducteur neutre et chacun des tension compos e est donc la diff rence depotentiel entre deux tensions de phase. Les tensionsde phase ayant des directions et sens diff rents, onparle de vecteur tension et il faut faire unesoustraction vectorielle. U12 - U ph1 + U ph2 = 0 [V] U 23 - U ph2 + U ph3 = 0 [V] U 31 - U ph3 + U ph1 = 0 [V]d o : U 12 = U ph1 - U ph2 U 23 = U ph2 - U ph3 U 31 = U ph3 - U ph1 Les 3 vecteurs forment un triangle isoc le. Lahauteur h partage la base U et deux parties gales .l angle entre Uph et U/2 est de 30 degr longueur de U/2 est : U/2 = Uph cos 30 comme U est 2 fois plus grand que U/2 :U = 2 U/2 = 2 Uph cos 30 = Uph 2 cos 30.
8 2 cos 30 donne un nombre irrationnel qui vaut 0, = 1, = 3 Donc la tension compos e vaut : U = Uph 3U23 = Uph2 - Uph3 Chapitre 11 Page 11 - 711 .4 .3 Fo r mu les pou r l e co up lagee n toi le I I I I intensit du courant de ligne [A] IIIIph intensit du courant de phase [A] U U U U tension r seau [V] UUUUph tension de phase [V] D nominations usuellesLorsqu on d signe un r seau par 3*400 V-50 Hz,cela signifie un r seau trois conducteurs polairessans conducteur neutre (syst me tripolaire).Lorsqu on d signe un r seau par 3*400 /230 V 50Hz, cela signifie un r seau quatre conducteurs soit3 conducteurs polaires et un conducteur neutre(syst me t trapolaire).La plus grande des tensions tant la tension dur ind pendamment du conducteur de tension r seau est normalis e 400 sont les valeurs des tensions de phase ?Uph = U / 3 = 400 / 3 = 231 [V]soit 230 [V] normalis.
9 RemarqueComme il s agit de valeur normalis e, on admet quela tension de phase vaut dans ce cas 230 pratique les tensions que l on mesure sontrarement aux valeurs normalis es car elles varienten fonction de la charge du r .4 .5 Abse n ce d u co nd uc t eu rn e ut reDans un couplage quilibr les courants de ligne ontla m me intensit et le m me angle de d phasageavec leur tension de phase. La somme des 3courants chaque instant est conducteur neutre ne conduit, dans ce cas, aucuncourant et peut tre omis (sauf s il a un r le deprotection : conducteur PEN). I I I I = IIIIph [A] U U U U = UUUUph 3 [V]Chapitre 11 Page 11 - 811 .4 .6 Puissa n ce d u n r c ep te u r q uili br e n tri p has Dans un circuit quilibr (par exemple un moteur,un chauffe-eau), les trois imp dances sontidentiques, ainsi que leurs tensions aux bornes(Uph).Les courants de phases sont galement les valeurs des puissances seront gales = Pph1 + Pph2 + Pph3 = 3 PphQ = Qph1 + Qph2 + Qph3 = 3 QphS = P2 + Q2Le calcul des puissances par imp dance se fait selonla th orie des circuits monophas s (fascicule 2).
10 La plupart du temps, il est plus facile de mesurer lecourant de ligne et la tension de r seau. Le calculdes puissances devient :P = 3 PphP = 3 Uph Iph cos P = 3 (U/ 3 ) I cos = 3 U I cos / 3P = U I 3 cos Sans d monstration et par analogie, nous admettonsles relations suivantes :Q = U I 3 sin S = U I FormulesU tension r seau [V]I intensit du courant de ligne [A] angle de d phasage [ ]P puissance active triphas e [W]Q puissance r active triphas e [var]S puissance apparente triphas e [VA]Rappel du monophas :P = UR IR = UZ IZ cos [W]Q = UX IX = UZ IZ sin [var]S = UZ IZ [VA]P = U I 3 cos [ [ [ [W]]]]Q = U I 3 sin [ [ [ [var]]]]S = U I 3 [VA]Chapitre 11 Page 11 - 9 RemarquePour raccorder un r cepteur triphas en toile, ilfaut v rifier que sa tension de phase soit de 230 il y a l indication de deux tensions comme surl exemple droite, la tension la plus basse est la tension est la puissance la sortie du moteur (Putile).
