Exercice 13: Application 11 : caractéristique mécanique utile et équilibre mécanique.( Solution 13:)

1° Reprendre les valeurs des moments de couple utile à vide et en charge de l’ Application 10.
2° Esquissez l’évolution de la valeur du moment de couple utile d’un MAS lorsque les valeurs de la fréquence de rotation varient de 0 tr/min à 1500 tr/min. Donnez l’équivalence de l’axe des fréquences de rotation en axe des glissements.
3° Tracez la caractéristique mécanique utile du MAS de l’ Application 10 lorsque les valeurs de la fréquence de rotation varient de 1000 tr/min à 1500 tr/min (échelles : 1cm pour 1.5Nm et 1cm pour 50tr/min) .
4° Tracez la caractéristique mécanique du couple résistant d’un système mécanique entrainé par le moteur de l’ Application 10.
Données : pour 500 tr/min, valeur du moment du couple résistant est égale à 8.00Nm ; pour 1350 tr/min, valeur du moment du couple résistant est égale à 13.4Nm ; pour 1495 tr/min, valeur du moment du couple résistant est égale à 18.0Nm.
5° Qu’appelle t’on « équilibre mécanique » ? Y a t’il équilibre mécanique lorsqu’il y a accélération ? décélération ? lorsque le moteur tourne à fréquence de rotation constante ? Illustrez la notion d’équilibre mécanique dans le cas : « Quand un cycliste atteint il l’ équilibre mécanique dans une descente ? »
6° Qu’appelle t’on « point de fonctionnement » ?
7° A l’équilibre mécanique, en déduire les valeurs de : la fréquence de rotation, le moment de couple utile et la puissance mécanique utile fournie par le moteur.

Exercice 14: Application 12 : variation de vitesse d’un MAS à rotor bobiné en utilisant des rhéostats rotoriques.( Solution 14:)

On considère le MAS de l’ Application 10, la caractéristique mécanique utile de l’ Application 11, la. caractéristique mécanique du couple résistant de l’ Application 11.
Données : rotor bobiné 3~ couplé Y ; la résistance interne de chaque bobinage rotorique vaut 1.30Ω.
1° Effectuez un schéma des rhéostats rotoriques connectés au MAS.
2° On déplace le curseur des 3 rhéostats. La valeur de la résistance de chaque phase rotorique augmente.
21° La variation de la valeur de la résistance de chaque phase rotorique fait elle varier la valeur de la puissance active consommée ?
22° La variation de la valeur de la résistance de chaque phase rotorique fait elle varier la valeur efficace du courant de ligne appelé ?
23° La variation de la valeur de la résistance de chaque phase rotorique fait elle varier la valeur de la puissance électromagnétique transmise ?
24° La variation de la valeur de la résistance de chaque phase rotorique fait elle varier la valeur des pertes joules rotoriques ?
25° La variation de la valeur de la résistance de chaque phase rotorique fait elle varier la valeur du glissement ?
3° Que représente le terme « Rr/g » ? Dans quelle condition le terme « Rr/g » reste t’il constant ?
4° On désire faire tourner le MAS entrainant le système mécanique à la fréquence de rotation de 1000 tr/min.
41° Quelle est la valeur du moment de couple utile correspondant à une fréquence de rotation de 1000 tr/min ?
42° Sans rhéostats rotoriques : quelle aurait été la valeur du glissement pour la valeur du moment de couple utile correspondant à une fréquence de rotation de 1000 tr/min ? En déduire la valeur du terme « Rr/g ».
43° Avec rhéostats rotoriques : quelle est la valeur du glissement correspondant à une fréquence de rotation de 1000 tr/min ? En déduire la valeur de la résistance totale de chaque phase rotorique. En déduire la valeur de la résistance de chaque rhéostat rotorique.
44° Proposez une méthode simple qui permette de connaître la valeur de chaque rhéostat rotorique pour amener le moteur à une fréquence de rotation souhaitée. En déduire une méthode simple qui permette de connaître la valeur de chaque rhéostat rotorique pour amener le moteur à développer un moment de couple utile souhaité.
5° Déterminez la valeur de chaque rhéostat rotorique pour amener le moteur à développer un moment de couple utile de 8.00Nm.

Exercice 15: Application 13 : démarrage Y-D (Solution 15:)

Rappel des données de l’Application 10 : réseau 3~ 400V – 50Hz. Plaque signalétique MAS : 400V/693V – 50Hz ; 7.25A/ 4.19A
1° Rappelez le principe du démarrage Y-D ? Le MAS se prête t’il au démarrage Y-D ?
2° Dans quel but effectue t’on de démarrage ?
3° Il apparaît une surintensité à la mise sous tension d’un moteur initialement à l’arrêt. Une estimation de cette surintensité est de l’ordre de 8 fois l’intensité efficace de ligne nominale appelée selon le couplage effectué. Calculez la valeur de cette surintensité si l’on démarre en Y ? si l’on démarre en D ?
4° Comment varient les valeurs des moments de couple utile et électromagnétique si la valeur de la tension efficace aux bornes de chaque enroulement statorique diminue de moitié ? Reprendre les valeurs des moments de couple utile et électromagnétique obtenues lors de l’Application 10 lorsque le MAS était couplé D. En déduire les nouvelles valeurs des moments de couple utile et électromagnétique lorsque le MAS est couplé Y.
5° Que peut on dire entre la valeur du moment de couple utile au démarrage (MAS couplé D) et la valeur du moment de couple utile au démarrage (MAS couplé Y) ? Que doit on impérativement vérifier pour que mécaniquement le moteur et son système mécanique puisse démarrer si on utilise un démarrage Y-D ?