TP -Electrotechnique - Faculté des sciences

1 LF-EEA Atelier de machines Electriques Page 1 OBJECTIFS DU TP : Connaitre les proc d s de d marrage des moteurs asynchrones triphas . Maitriser le c blage des circuits de commande et de puissance des circuits de d marrage. TP 1 GEL -523 Atelier Electronique Industriel Page 2 1- RAPPEL THEORIQUE 1-1- Introduction Lors de la mise sous tension d'un moteur asynchrone, celui-ci provoque un fort appel de courant qui peut provoquer des chutes de tension importantes dans une installation lectrique. Pour ces raisons et autres, il faut parfois effectuer un d marrage diff rent du d marrage direct.

2 Il est donc logique de limiter le courant pendant le d marrage une valeur acceptable. Mais si l'on limite le courant, on limite du fait la tension (dans certain cas seulement). Remarque: Cette tude ne tient pas compte des possibilit s offertes par les variateurs lectroniques de fr quence. 1-2- Choix d un d marreur Le choix d un d marreur est guid par des crit res conomiques et techniques qui sont : les caract ristiques m caniques, les performances recherch es, la nature du r seau d alimentation lectrique l utilisation du moteur existant dans le cas d un r quipement, la politique de maintenance de l entreprise le co t de l quipement.

3 Le choix d un d marreur sera li : au type d utilisation : souplesse au d marrage, la nature de la charge entra ner au type de moteur asynchrone la puissance de la machine la puissance de la ligne lectrique la gamme de vitesse requise pour l application. Dans la pratique il existe plusieurs types de d marreurs tel que : GEL -523 Atelier Electronique Industriel Page 3 D marrage direct, D marrage toile triangle, D marrage statorique, D marrage rotorique, D marrage par autotransformateur, D marrage lectronique.

4 Dans cette s ance de travaux pratiques, on s int resse au d marrage direct et le d marrage toile / triangle. 1-3- Le d marrage direct C'est le mode de d marrage le plus simple. Le moteur d marre sur ses caract ristiques "naturelles". Au d marrage, le moteur se compoorte comme un transformateur dont le secondaire (rotor) est presque en court-circuit, d'o la pointe de courant au d marrage. Ce type de d marrage est r serv aux moteurs de faible puissance devant celle du r seau, ne n cessitant pas une mise en vitesse progressive. Le couple est nergique, l appel de courant est important (5 8 fois le courant nominal).

5 La figure 1 donne les caract ristiques m caniques du d marrage direct. Figure 1 : Caract ristiques lectriques et m caniques du d marrage direct Malgr les avantages qu'il pr sente (simplicit de l'appareillage, d marrage rapide, co t faible), le d marrage direct convient dans les cas ou : GEL -523 Atelier Electronique Industriel Page 4 o La puissance du moteur est faible par rapport la puissance du r seau (dimension du c ble) o La machine entra ner ne n cessit pas de mise en rotation progressive et peut accepter une mise en rotation rapide, o Le couple de d marrage doit tre lev Ce d marrage ne convient pas si o Le r seau ne peut accepter de chute de tension o La machine entra n e ne peut accepter les -coups m caniques brutaux o Le confort et la s curit des usagers sont mis en cause (escalier m canique)

6 1-4- Le d marrage toile triangle Ce mode de d marrage n'est utilisable si les deux extr mit s de chaque enroulement sont accessibles. De plus, il faut que le moteur soit compatible avec un couplage final triangle. La figure 2 donne les sch mas de branchement pour les deux modes de couplages (couplage toile et couplage triangle) Figure 2 : Couplage toile et couplage triangle d un moteur asynchrone GEL -523 Atelier Electronique Industriel Page 5 Les quations des courants et des tensions sont donn es par les relations suivantes : Lors du couplage toile, chaque enroulement est aliment sous une tension 3 fois plus faible, de ce fait, le courant et le couple sont divis s par 3.

7 Lorsque les caract ristiques courant ou couple sont admissibles, on passe au couplage triangle. Le passage du couplage toile au couplage triangle n' tant pas instantan , le courant est coup pendant 30 50 ms environ. Cette coupure du courant provoque une d magn tisation du circuit magn tique. Lors de la fermeture du contacteur triangle, une pointe de courant r appara t br ve mais importante (magn tisation du moteur). La figure 3 donne les caract ristiques lectriques et m caniques de ce mode de d marrage. Figure 3 : Caract ristiques lectriques et m caniques du d marrage toile triangle 1-5- Variation de vitesse d un moteur asynchrone triphas La variation de vitesse d un moteur asynchrone peut tre obtenue par Variation du nombre de p les.

8 Modification du glissement (moteur rotor bobin uniquement). Alimentation fr quence variable. GEL -523 Atelier Electronique Industriel Page 6 Dans la pratique on peut rencontrer : Moteur deux vitesses enroulements s par s Les deux vitesses sont obtenues par deux bobinages s par s log s dans les encoches du stator. La figure 1 donne les deux modes de couplage pour la petite vitesse et la grande vitesse. Figure 4 : Couplage d un moteur asynchrone deux enroulements s par s Moteur deux vitesses par couplage des enroulements ( DAHLANDER) Dans un bobinage de moteur asynchrone, si on connecte l envers une bobine sur 2 de chaque phase d un enroulement, la vitesse du champ est doubl e.

9 On peut donc obtenir, par couplage des enroulements, 2 vitesses, l une double de l autre. Pour la petite vitesse, le r seau est connect sur les 3 bornes correspondantes (1W -1V-1U) les autres bornes (2U-2V-2W) ouverts. Ce mode de couplage correspond un couplage triangle s rie comme indiqu sur la figure 5. GEL -523 Atelier Electronique Industriel Page 7 Figure 5 : Couplage triangle s rie d un moteur asynchrone DAHLANDER Pour La grande vitesse, le r seau est connect sur les 3 bornes correspondantes (2U -2V-2W) et les autres bornes (1W -1V-1U) court-circuit s.

10 Ce mode de couplage correspond un couplage toile parall le comme indiqu sur la figure6. Figure 6 : Couplage toile parall le d un moteur asynchrone DAHLANDER 2- PREPARATION Pour r aliser ce TP, on met votre disposition le mat riel n cessaire suivant : Un banc didactique pour circuits industriels de contacteurs mod. TST-3/EV Jeu de c bles pour les connexions lectriques Un moteur asynchrone triphas DAHLANDER. GEL -523 Atelier Electronique Industriel Page 8 3- Travail Pratique 3-1- Etude des composants de la maquette a- En se basant sur le banc didactique mis votre disposition, v rifier le fonctionnement de chaque composant.