Exercice corrigé moteur asynchronous triphasé

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  Exercice corrigé e2moteur asynchronous triphasé 


Un moteur asynchrone triphasé, dont le stator est monté en étoile, est alimenté par un réseau 380 V entre phase 50 Hz. Chaque enroulement du stator a une résistanceR=o, 4 . Lors d'un essai à vide, le moteur tournant pratiquement à 1500 tr/min, la puissance absorbée est de Po = 1150 W, le courant par fil de ligne est Iv = 11,2 A.

 

     Un essai avec la charge nominale sous la même tension de 380 V, 50 Hz, a donné les résultats suivants:

 - glissement: 4%

 - puissance absorbé: 18,1 kW

 - courant en ligne: 32 A.

 

1) Essai à vide:


  a) Calculer les pertes par effet Joule dans le stator lors de l'essai à vide. Que peut-on dire des pertes par effet Joule dans le rotor lors de cet essai?

b) En déduire les pertes dans le fer sachant que les pertes mécaniques valent 510 w.


 2) Essai en charge:


a) Calculer le facteur de puissance nominal et la fréquence nominale de rotation.


b) Calculer la fréquence des courants rotoriques pour un glissement de 4%, Que peut-on en déduire pour les pertes dans le fer du rotor?


 3) Calculer les pertes par effet Joule dans le stator et dans le rotor en charge nominale.


 4) Calculer la puissance utile et le rendement du moteur en charge nominale.

 

5) Calculer le moment du couple utile nominale.    

                

                             Correction :

      Essai à vide

a)  Perte joule

 

  A vide  la puissance absorbée se décompose en :

Po = Pfs + Pjs + Pm

 

 Pfs : pertes fer au stator.

 Pjs : pertes Joule au stator à vide.

Pm : perte mécaniques.

Les pertes Joule au rotor sont proportionnelles au glissement et à la puissance transmise Ptr :

           Pjr =g Ptr = g(Po - Pfs - Pjs)

 

A vide le glissement est très faible, la  vitesse de rotation de rotor est quasiment égale a la vitesse de synchronisme, et la puissance transmise est faible (Puissance utile nulle) A vide. les pertes Joule au rotor sont donc négligeables.

 

b)  pertes fet et pertes mécaniques

 A vide les  pertes Joule au stator s'exprime par :


        Pjso=(3/2)RaIo^2= 150,5 W

 ou Ra = 2R=0,8  est la résistance mesurée entre phase au stator On a donc : 


 Pm + Pfs = Po - Pjs = 999,5 W

 Pm =510 W. d'ou Pfs = 489.5 W


Pour ce qui est des pertes fer au rotor, que ce soit en charge ou a vide, elles soit fonction de la tension au rotor et de la fréquence des courants rotoriques La fréquence des courants au rotor étant très faible (  Frotor =g fstator) et celui ci étant en Court-circuit les pertes fer au rotor peuvent être  négligées.


2) Essai en charge


 a) facteur de puissance et vitesse de rotation


 A partir de la définition de la puissance active en triphasé on déduit

      cos(φ)=P/ √3uI= 0,89

 Le glissement étant définit par:

  G=(N-N’) /N On a

 N’ = (1-g )N=1440 tr/mn


1 ) Fréquence des courants rotoriques

      frotor =g fstater = 2 Hz

 Concernant les pertes fer, la remarque de la question précédente reste valable, elles sont toujours négligeables.


     3-  Pertes Joule au stator et au rotor

I

Pertes Joule au stator

 Elles sont données par

 Pjs = (3/2)RI^2 = 1228,8 W.

Pertes Joule au rotor.

Elles sont proportionnelles à la puissance transmise

 Pr = g.Ptr = g ( Pa – Pfs – Pjs ) = 655,3 W

    4Puissance utile et rendement en charge


La puissance utile est donnée par

Pu= Pa – PR – Pjs – Pjr – Pm

= (1 – g) ( Pa– Pfs– Pjs )- Pm

=(1 – g) Ptr -Pm = 15216,4 W

Le rendement est donc 

n= Pu/P a = 0,84 

        5- Moment du couple utile

 Par définition il est donné par

 Cu = Pu/ 2aN’ = 100,9 Nm ( N’ en tours /scconde)

 

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