Aurélie 05/06
moteur asynchrone d'après bts FEE 2006

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Moteur asynchrone

La plaque signalétique du moteur asynchrone entraînant le compresseur porte les indications suivantes : 400 V / 690 V ; 2,6 kW ; cos j=0,79 ; 50 Hz ; 6A / 3,5 A ; 940 tr/min

Ce moteur est étudié en régime de fonctionnement nominal.

  1. Le moteur est alimenté par un réseau 230 V / 400 V. Quelle est la tension nominale aux bornes d'un enroulement du stator ?
    - Comment sont alors couplés les enroulements du stator ? Justifier.
    - L'intensité du courant en ligne vaut 6 A. Calculer l'intensité efficace du courant traversant un enroulement.
  2. Quelle est la vitesse de synchronisme de ce moteur ? Déterminer son nombre de paires de pôles et son glissement.
  3. Calculer la puissance absorbée par ce moteur.
  4. Les pertes dans le fer et les pertes par effet Joule au stator valent respectivement : Pfs= 200 W et PJs=190 W. En déduire la puissance transmise au rotor et le moment du couple électromagnétique.
  5. Vérifier que les pertes par effet Joule au rotor valent 175 W (environ).
  6. On néglige les pertes dans le fer au rotor. En déduire les pertes mécaniques.
  7. Quels sont le rendement et le moment du couple utile de ce moteur.

 

corrigé
tension nominale aux bornes d'un enroulement du stator : 400 V

couplage les enroulements du stator : dans le couplage étoile, la tension aux bornes de chaque enroulement est égal à la tension simple 400 V alors que dans un couplage triangle, la tension aux bornes de chaque bobine serait 690 V; ce qui n'est pas prévu par le constructeur.

intensité efficace du courant traversant un enroulement : dans le couplage étoile, l'intensité efficace dans chaque enroulement est égale à l'intensité en ligne soit 6,0 A.

vitesse de synchronisme de ce moteur : ns= vitesse de rotation (tr/s) / nombre de paires de pôles avec f = 50 Hz

ns =50 /p tr/s ou 50*60 / p = 3000 / p tr/min

Or la vitesse de rotation du moteur ( 940 tr/min) est très proche de la vitesse de synchronisme : d'où ns= 1000 tr/min et p = 3.

glissement g = (ns-n)/ns = (1000-940)/1000 = 0,06 ( 6%).

puissance absorbée par ce moteur : Pabs= 3½U Icosj =3½*400*6*0,79 = 3,28 kW.

puissance transmise au rotor : Ptr = Pabs-Pfs- PJs=3280-200-190 = 2,89 kW.

moment du couple électromagnétique :

puissance électromagnétique Pém = (1-g)Ptr = 0,94*2,89 = 2,72 kW

moment du couple T= Pém /(2pn) avec n =940/60=15,67 tr/s ; T= 2720/(6,28*15,67)=27,6 N m.

pertes par effet Joule au rotor : g Ptr = 0,06*2890 =173 W

pertes mécaniques : Pm= Pem - Putile (Putile est indiquée sur la plaque signalétique du constructeur)

Pm=2720-2600=120 W

rendement de ce moteur : Putile /Pabs=2,6/3,28 = 0,79 ou 79%

couple utile de ce moteur : Putile / (2pn) avec n =940/60=15,67 tr/s ; T= 2600/(6,28*15,67)=26,4 N m.
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