Terminale génie électrotechnique
année scolaire 2006-2007
Objectif du TP : relever et exploiter un réseau de caractéristiques d’un moteur asynchrone alimenté sous fréquence variable
Présentation
Un moteur asynchrone, couplé à frein de moment Tr réglable, est alimenté par l'intermédiaire d'un altivar qui réalise la condition U/f=constante.
Le moteur est couplé en triangle, selon le schéma du montage ci-dessous.
L’ampèremètre et le voltmètre (en position AC) proviennent du module de mesure ModElec2 et permettent de mesurer la tension et le courant pour une phase du moteur.
figure 1: schéma de câblage
L'altivar est constitué de montages redresseur et onduleur placés en cascade. La commande électronique des interrupteurs de l’onduleur est telle que le rapport reste constant avec :
- U la valeur efficace de la tension composée en sortie de l’onduleur, - f la fréquence des tensions de sortie.
figure 2: description de l'altivar
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TP n°12: Alimentation d'un moteur asynchrone sous fréquence variable
U1 V1 U2
W1 V2
W2
EDF 230 V 50 Hz
U
V W Altivar 28
Ph
N
réseau
moteur asynchrone
+ A V+
redresseur
triphasé onduleur
module électronique de contrôle et de commande Ph
N
1
2 3
réglage de la fréquence réseau
EDF 230 V 50 Hz
vers le moteur asynchrone triphasé
Altivar 18
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I Relevés de caractéristiques
1- Câblez le montage suivant la figure 1.
2- Démarrez le moteur à vide, en augmentant progressivement la fréquence f (potentiomètre vitesse sur l'altivar), jusqu'à f=50 Hz.
3- On va relever point par point la partie utile de la caractéristique mécanique Tu = f(n). Pour cela, placez le sélecteur du module Modméca sur « n manu ». Faites varier la vitesse. Pour différentes vitesses, relevez Tu jusqu'à obtenir le couple maximum ( à définir).
n (tr/min) Tu (N.m)
4- Refaîtes le même travail, pour « f = 40 Hz », « f = 30 Hz », « f = 20 Hz », et enfin « f = 10 Hz ».
f=40 Hz n (tr/min)
Tu (N.m) f=30 Hz
n (tr/min) Tu (N.m) f=20 Hz
n (tr/min) Tu (N.m) f=10 Hz
n (tr/min) Tu (N.m)
5- Tracez les cinq caractéristiques sur un même graphe (voir page suivante).
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II Exploitation du réseau de caractéristiques
1- Déterminez, à l’aide du réseau de caractéristiques, les différentes vitesses de synchronisme ns (rappel:
ns ≈ n0 , n0 : vitesse de rotation à vide du moteur). Remplissez le tableau ci-dessous (question 2).
2- Pour deux valeurs de couple, lisez sur le réseau de caractéristiques, les vitesses n et calculez n = ns- n.
Tu = 1.0 Nm f=10 Hz f=20 Hz f=30 Hz f=40 Hz f=50 Hz
ns (tr/min) n (tr/min)
n = ns- n (tr/min)
Tu = 2.0 Nm f=10 Hz f=20 Hz f=30 Hz f=40 Hz f=50 Hz
ns (tr/min) n (tr/min)
n = ns- n (tr/min)
3- En déduire qu’à couple donné, la différence ns – n est constante, quelque soit f.
...
4- Quelle propriété ont ces caractéristiques, dans leur partie utile ? En déduire une méthode permettant de tracer la caractéristique du moteur à la fréquence f0.
...
...
...
5- Tracez sur le réseau la partie utile de la caractéristique du moteur alimenté à la fréquence f =25 Hz.
...
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