Machines électriques-moteur

EXERCICE: MOTEUR ASYNCHRONE

 

Dans cet exercice, nous souhaitons étudier un moteur asynchrone utilisé pour le malaxage :

Mt1 est un moteur asynchrone tétrapolaire (4 pôles) qui porte sur sa plaque signalétique les indications suivantes : 230/400 V ; 50 Hz ; 370 W ; 1425 tr/min. La mesure de la résistance entre phases donne R=10Ω.
1- Donner la signification de 230/400 V ; 50Hz ; 370 W ;
2- Le moteur Mt1 est alimenté par un réseau 230 V/ 400 V, 50 Hz, comment doit-on coupler ses enroulements à partir de sa plaque à bornes. Représenter ce couplage.

3-Pour vérifier certaines indications de la plaque signalétique et évaluer le rendement du moteur, on a réalisé les mesures suivantes :
Essai à vide: Pa0 = P0 = 30W ; Ia0= I0 = 0,2 A.
Essai en charge nominale : cosφ=0,63 ; g=5% ; courant absorbé I= 1A ; (U=400V). A partir de l’essai à vide, calculer :
3-1- les pertes par effet Joule au stator Pjso.
3-2- les pertes fer (Pfer) et les pertes mécaniques (Pméc ) sachant que : Pfer = Pméc.

A partir de l’essai en charge, calculer :
3-3- la vitesse du champ tournant Ns en tr/min.
3-4- la vitesse nominale N en tr/min.
3-5- les pertes par effet Joule au stator Pjs.
3-6- la puissance absorbée Pa par le moteur.
3-7- la puissance transmise au rotor Ptr.
3-8- les pertes Joule au rotor Pjr.
3-9- la puissance utile Pu.
3-10- le rendement du moteur Mt1.
3-11- Compléter le bilan énergétique du moteur Mt1 (formules + valeurs).

CORRECTION

1- Signification de 230/400V ; 50 Hz ; 370 W :

230/400 V: Chaque enroulement doit être alimenté par 230V.       50 Hz: utiliser un réseau de 50 Hz.          370 W: puissance utile disponible sur l’arbre du moteur Mt1.
2- Couplage étoile

3-1- les pertes par effet Joule au stator : Pjso = 3/2RI02 =3/2×10×(0,2)2 = 0,6 W

3-2- les pertes fer (Pfer) et les pertes mécaniques (Pméc) sachant que Pfer = Pméc : P0 = 30W et Pfer = Pméc = ½ Po = 15 w

A partir de l’essai en charge, on calcule :
3-3- La vitesse du champ tournant Ns en tr/min : Ns = 60×f/p = 60×50/2 = 1500tr/min

3-4-La vitesse nominale N en tr/min : N = Ns(1 – g) = 1500×(1- 0,05) = 1425tr/min

3-5- Les pertes par effet Joule au stator Pjs : 3/RI2 = 3/2×10×12 = 15W

3-6- La puissance absorbée Pa par le moteur : Pa = √3UIcosφ = √3×400×1×0,63 = 436,5W

3-7- La puissance transmise au rotor Ptr : Ptr = Pa – Pjs – Pfer  = 436,5 – 15 – 15 = 406,5W

3-8- Les pertes Joule au rotor Pjr : Pjr = g.Ptr = 0,05×406,5  = 20,3W
3-9- La puissance utile Pu : Pu = Ptr – Pjr – Pméc = 406,5-20,3-15 = 371 W

3-10- Le rendement du moteur Mt1 : η = Pu/Pa = 371/436,5 = 0,85

3-11- Bilan énergétique du moteur Mt1 (formules + valeurs) :



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