EXERCICES CORRIGÉE MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASÉ
5 exercices corrigés sur le moteur asynchrone
Exercice MAS01 :
moteur asynchrone Un moteur asynchrone tourne à 965 tr/min avec un glissement de 3,5 %. Déterminer le nombre de pôles du moteur sachant que la fréquence du réseau est f = 50 Hz.
ExerciceMAS02 :
moteur asynchrone triphasé Les enroulements d'un moteur asynchrone triphasé sont couplés en triangle. La résistance d'un enroulement est R = 0,5 Ω, le courant de ligne est I = 10 A. Calculer les pertes Joule dans le stator.
Exercice MAS03 :
démarrage « étoile – triangle » d’un moteur asynchrone Dans ce procédé de démarrage, le stator est couplé en étoile pendant le démarrage, puis en triangle pour le fonctionnement normal. 1- Montrer que le courant de ligne consommé en couplage étoile est trois fois plus petit qu’en couplage triangle. 2- On admet que le couple utile du moteur est proportionnel au carré de la tension. Montrer que le couple utile est divisé par trois pendant la phase de démarrage. 3- Quel est l’avantage du démarrage « étoile – triangle » ? Quel est son inconvénient ?
Exercice MAS04 :
moteur asynchrone Les tensions indiquées sur la plaque signalétique d'un moteur triphasé sont : 400 V / 690 V 50 Hz (cela signifie que la tension nominale aux bornes d’un enroulement est de 400 V). Quel doit être le couplage du moteur sur un réseau triphasé 230 V / 400 V ? Et sur un réseau triphasé 400 V / 690 V ?
Exercice MAS05 :
fraiseuse La plaque signalétique du moteur asynchrone d’une fraiseuse porte les indications suivantes : 3 ∼ 50 Hz ∆ 220 V 11 A Y 380 V 6,4 A 1455 tr/min cos ϕ = 0,80 1- Le moteur est alimenté par un réseau triphasé 50 Hz, 380 V entre phases. Quel doit être le couplage de ses enroulements pour qu’il fonctionne normalement ? 2- Quel est le nombre de pôles du stator ? 3- Calculer le glissement nominal (en %). 4- Un essai à vide sous tension nominale donne : - puissance absorbée : Pa = 260 W - intensité du courant de ligne : I = 3,2 A Les pertes mécaniques sont évaluées à 130 W. La mesure à chaud de la résistance d’un enroulement du stator donne r = 0,65 Ω. En déduire les pertes fer. 5- Pour le fonctionnement nominal, calculer : - les pertes par effet Joule au stator - les pertes par effet Joule au rotor - le rendement - le couple utile Tu
Corrigés
Exercice MAS01 :
moteur asynchrone Un moteur asynchrone tourne à 965 tr/min avec un glissement de 3,5 %. Déterminer le nombre de pôles du moteur sachant que la fréquence du réseau est f = 50 Hz. Vitesse de synchronisme : nS = n / (1 - g) = 965 / (1 - 0,035) = 1000 tr/min Nombre de paires de pôles : p = f / nS = 50 / (1000 / 60) = 3 6 pôles
Exercice MAS02 :
moteur asynchrone triphasé Les enroulements d'un moteur asynchrone triphasé sont couplés en triangle. La résistance d'un enroulement est R = 0,5 Ω, le courant de ligne est I = 10 A. Calculer les pertes Joule dans le stator. 3RJ² = RI² = 0,5×10² = 50 W
Exercice MAS03 :
démarrage « étoile – triangle » d’un moteur asynchrone Dans ce procédé de démarrage, le stator est couplé en étoile pendant le démarrage, puis en triangle pour le fonctionnement normal. 1- Montrer que le courant de ligne consommé en couplage étoile est trois fois plus petit qu’en couplage triangle. Cf. exercice Tri01 2- On admet que le couple utile du moteur est proportionnel au carré de la tension. Montrer que le couple utile est divisé par trois pendant la phase de démarrage. Tension aux bornes d’un enroulement : Couplage triangle : U Couplage étoile : V 3 1 U V couple utile( ) couple utile(Y) 2 = = ∆ 3- Quel est l’avantage du démarrage « étoile – triangle » ? On limite la surintensité pendant le démarrage. Quel est son inconvénient ? Ce procédé ne permet pas toujours au moteur de pouvoir démarrer en charge.
Exercice MAS04 :
moteur asynchrone Les tensions indiquées sur la plaque signalétique d'un moteur triphasé sont : 400 V / 690 V 50 Hz (cela signifie que la tension nominale aux bornes d’un enroulement est de 400 V). Quel doit être le couplage du moteur sur un réseau triphasé 230 V / 400 V ? Couplage triangle (avec un couplage étoile, la tension aux bornes d’un enroulement n’est que de 230 V). Et sur un réseau triphasé 400 V / 690 V ? Couplage étoile (avec un couplage triangle, la tension aux bornes d’un enroulement est trop importante : 690 V).
Exercice MAS05 :
fraiseuse La plaque signalétique du moteur asynchrone d’une fraiseuse porte les indications suivantes : 3 ∼ 50 Hz ∆ 220 V 11 A Y 380 V 6,4 A 1455 tr/min cos ϕ = 0,80 1- Le moteur est alimenté par un réseau triphasé 50 Hz, 380 V entre phases. Quel doit être le couplage de ses enroulements pour qu’il fonctionne normalement ? Couplage étoile. 2- Quel est le nombre de pôles du stator ? 4 pôles (vitesse de synchronisme : 1500 tr/min) 3- Calculer le glissement nominal (en %). 3% 1500 1500 1455 = − 4- Un essai à vide sous tension nominale donne : - puissance absorbée : Pa = 260 W - intensité du courant de ligne : I = 3,2 A Les pertes mécaniques sont évaluées à 130 W. La mesure à chaud de la résistance d’un enroulement du stator donne r = 0,65 Ω. En déduire les pertes fer. Bilan de puissance : Pertes par effet Joule au stator : 3×0,65×3,2² = 20 W Pertes par effet Joule au rotor : négligeables Pertes fer : 260 – (130 + 20 + 0) = 110 W 5- Pour le fonctionnement nominal, calculer : - les pertes par effet Joule au stator 3×0,65×6,4² = 80 W - les pertes par effet Joule au rotor Puissance absorbée : √3×380×6,4×0,80 = 3 370 W Puissance transmise au rotor : 3 370 – (80 + 110) = 3 180 W
Exercice MAS01 :
moteur asynchrone Un moteur asynchrone tourne à 965 tr/min avec un glissement de 3,5 %. Déterminer le nombre de pôles du moteur sachant que la fréquence du réseau est f = 50 Hz.
ExerciceMAS02 :
moteur asynchrone triphasé Les enroulements d'un moteur asynchrone triphasé sont couplés en triangle. La résistance d'un enroulement est R = 0,5 Ω, le courant de ligne est I = 10 A. Calculer les pertes Joule dans le stator.
Exercice MAS03 :
démarrage « étoile – triangle » d’un moteur asynchrone Dans ce procédé de démarrage, le stator est couplé en étoile pendant le démarrage, puis en triangle pour le fonctionnement normal. 1- Montrer que le courant de ligne consommé en couplage étoile est trois fois plus petit qu’en couplage triangle. 2- On admet que le couple utile du moteur est proportionnel au carré de la tension. Montrer que le couple utile est divisé par trois pendant la phase de démarrage. 3- Quel est l’avantage du démarrage « étoile – triangle » ? Quel est son inconvénient ?
Exercice MAS04 :
moteur asynchrone Les tensions indiquées sur la plaque signalétique d'un moteur triphasé sont : 400 V / 690 V 50 Hz (cela signifie que la tension nominale aux bornes d’un enroulement est de 400 V). Quel doit être le couplage du moteur sur un réseau triphasé 230 V / 400 V ? Et sur un réseau triphasé 400 V / 690 V ?
Exercice MAS05 :
fraiseuse La plaque signalétique du moteur asynchrone d’une fraiseuse porte les indications suivantes : 3 ∼ 50 Hz ∆ 220 V 11 A Y 380 V 6,4 A 1455 tr/min cos ϕ = 0,80 1- Le moteur est alimenté par un réseau triphasé 50 Hz, 380 V entre phases. Quel doit être le couplage de ses enroulements pour qu’il fonctionne normalement ? 2- Quel est le nombre de pôles du stator ? 3- Calculer le glissement nominal (en %). 4- Un essai à vide sous tension nominale donne : - puissance absorbée : Pa = 260 W - intensité du courant de ligne : I = 3,2 A Les pertes mécaniques sont évaluées à 130 W. La mesure à chaud de la résistance d’un enroulement du stator donne r = 0,65 Ω. En déduire les pertes fer. 5- Pour le fonctionnement nominal, calculer : - les pertes par effet Joule au stator - les pertes par effet Joule au rotor - le rendement - le couple utile Tu
Corrigés
Exercice MAS01 :
moteur asynchrone Un moteur asynchrone tourne à 965 tr/min avec un glissement de 3,5 %. Déterminer le nombre de pôles du moteur sachant que la fréquence du réseau est f = 50 Hz. Vitesse de synchronisme : nS = n / (1 - g) = 965 / (1 - 0,035) = 1000 tr/min Nombre de paires de pôles : p = f / nS = 50 / (1000 / 60) = 3 6 pôles
Exercice MAS02 :
moteur asynchrone triphasé Les enroulements d'un moteur asynchrone triphasé sont couplés en triangle. La résistance d'un enroulement est R = 0,5 Ω, le courant de ligne est I = 10 A. Calculer les pertes Joule dans le stator. 3RJ² = RI² = 0,5×10² = 50 W
Exercice MAS03 :
démarrage « étoile – triangle » d’un moteur asynchrone Dans ce procédé de démarrage, le stator est couplé en étoile pendant le démarrage, puis en triangle pour le fonctionnement normal. 1- Montrer que le courant de ligne consommé en couplage étoile est trois fois plus petit qu’en couplage triangle. Cf. exercice Tri01 2- On admet que le couple utile du moteur est proportionnel au carré de la tension. Montrer que le couple utile est divisé par trois pendant la phase de démarrage. Tension aux bornes d’un enroulement : Couplage triangle : U Couplage étoile : V 3 1 U V couple utile( ) couple utile(Y) 2 = = ∆ 3- Quel est l’avantage du démarrage « étoile – triangle » ? On limite la surintensité pendant le démarrage. Quel est son inconvénient ? Ce procédé ne permet pas toujours au moteur de pouvoir démarrer en charge.
Exercice MAS04 :
moteur asynchrone Les tensions indiquées sur la plaque signalétique d'un moteur triphasé sont : 400 V / 690 V 50 Hz (cela signifie que la tension nominale aux bornes d’un enroulement est de 400 V). Quel doit être le couplage du moteur sur un réseau triphasé 230 V / 400 V ? Couplage triangle (avec un couplage étoile, la tension aux bornes d’un enroulement n’est que de 230 V). Et sur un réseau triphasé 400 V / 690 V ? Couplage étoile (avec un couplage triangle, la tension aux bornes d’un enroulement est trop importante : 690 V).
Exercice MAS05 :
fraiseuse La plaque signalétique du moteur asynchrone d’une fraiseuse porte les indications suivantes : 3 ∼ 50 Hz ∆ 220 V 11 A Y 380 V 6,4 A 1455 tr/min cos ϕ = 0,80 1- Le moteur est alimenté par un réseau triphasé 50 Hz, 380 V entre phases. Quel doit être le couplage de ses enroulements pour qu’il fonctionne normalement ? Couplage étoile. 2- Quel est le nombre de pôles du stator ? 4 pôles (vitesse de synchronisme : 1500 tr/min) 3- Calculer le glissement nominal (en %). 3% 1500 1500 1455 = − 4- Un essai à vide sous tension nominale donne : - puissance absorbée : Pa = 260 W - intensité du courant de ligne : I = 3,2 A Les pertes mécaniques sont évaluées à 130 W. La mesure à chaud de la résistance d’un enroulement du stator donne r = 0,65 Ω. En déduire les pertes fer. Bilan de puissance : Pertes par effet Joule au stator : 3×0,65×3,2² = 20 W Pertes par effet Joule au rotor : négligeables Pertes fer : 260 – (130 + 20 + 0) = 110 W 5- Pour le fonctionnement nominal, calculer : - les pertes par effet Joule au stator 3×0,65×6,4² = 80 W - les pertes par effet Joule au rotor Puissance absorbée : √3×380×6,4×0,80 = 3 370 W Puissance transmise au rotor : 3 370 – (80 + 110) = 3 180 W
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