Durée : 2 heures. Coefficient : 5
PARTIE A : Etude d'un moteur asynchrone triphasé
Un moteur asynchrone triphasé possède sur sa plaque signalétique les indications suivantes : 220 V / 380 V 50 Hz Pu = 6 kW 4 pôles
On dispose du réseau 220 V / 380 V ; 50 Hz.
A.1) Quel doit être le couplage à adopter? Compléter, sur la figure n°1 de l'annexe 1, le schéma du couplage des enroulements du moteur en indiquant le nom de ce couplage.
A.2) Déterminer la fréquence ns de synchronisme du moteur (en tr/min).
A.3) En charge nominale, le moteur absorbe une puissance de 6500 W avec un facteur de puissance égal à 0,8 lorsqu'il tourne à 1440 tr/min.
A.3.a) Déterminer l'intensité efficace du courant en ligne appelé par le moteur.
A.3.b) Déterminer le glissement de cette machine.
A.3.c) Calculer le rendement de la machine.
A.3.d) Déterminer le moment du couple utile.
A.4) Le moteur entraîne à présent une nouvelle charge dont la caractéristique mécanique Tr= f(n) est représentée sur la figure n°2 de l'annexe 1.
A.4.a) A l'aide des résultats trouvés précédemment (questions A.2 et A.3.d), dessiner, sur cette même figure n°2, la partie utile de la caractéristique mécanique Tu = f(n), que l’on supposera linéaire, du moteur, pour :
1400 tr/min < n < 1500 tr/min.
(On admettra que la fréquence de rotation à vide est la fréquence de synchronisme ns).
A.4.b) En déduire, pour cette nouvelle charge, la fréquence de rotation n' et le moment du couple T'u du moteur asynchrone.
EXERCICE N°1(17 points)
On alimente chaque phase du moteur par l'intermédiaire d'un onduleur autonome dont le schéma du circuit est donné ci-contre :
On supposera les interrupteurs électroniques K1 et K2 parfaits ainsi que les sources n°1 et n°2
de tension.
B.1) Représenter, sur la figure n°3 de l'annexe 1, les branchements d'oscilloscope permettant de visualiser simultanément la tension uc(t) aux bornes de la charge et la tension E délivrée par la source n°1.
B.2) Le graphe de la tension E et les phases de conduction des interrupteurs K1 et K2 sont représentés sur la figure n°4 de l'annexe 1. Dessiner, sur la figure n°5 de l'annexe 1, le graphe de la tension uc(t) qui apparaît aux bornes de la charge.
B.3) En déduire, pour la tension uc(t), B.3.a) la fréquence f,
u
cSource n°2 Source
n°1
Charge i
cK
1E
K
2E
Durée : 2 heures. Coefficient : 5
1°) Sur la figure n°6 de l'annexe 2, deux rayons verticaux et parallèles notés 1 et 2 tombent sur le miroir. Dessiner les rayons réfléchis notés 1’ et 2’.
2°) On veut envoyer les rayons réfléchis 1’ et 2’ à travers une lentille mince convergente pour les faire passer par son foyer image.
Proposer une position possible pour la lentille en la dessinant sur l’annexe 2.
Y a-t-il d’autres positions possibles ?
EXERCICE N°2 (3points)
uc Source
n°1
K1
E Couplage ...
...
Figure n°1
1420 1440 1460 1480 1500
n (tr/min)
Tr = f(n)
Figure n°2
100 200 300
Figure n°4 t (ms) E (V)
0 5 10 15 20 25 30 35
K2 ouvert K2 fermé K2 ouvert K1 fermé K1 ouvert K1 fermé
uc(V
Durée : 2 heures. Coefficient : 5
ANNEXE 2 (à rendre avec la copie)
45°
