Bases des machines à courant alternatif · • bases des machines àcourant continu • bases des machines à courant alternatif • bases des machines à courant triphasé . Le

Livre d’exercices

Avec CD-ROM

Festo Didactic

571795 fr

Bases des machines àcourant alternatif

0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.7 0.9 1.0

100

1000

900

800

700

500

400

300

200

1100

0.80.5 Nm 1.2

600

1200

1300

1/min

1500

20

180

160

140

100

80

60

40

120

0.2

1.8

1.6

1.4

1.0

0.8

0.6

0.4

1.2

0

220

W

2.2

A

M

nI

P2

P2 M= f [ ]

I M= f [ ]

n M= f [ ]

M1

CACB

Z2 Z1

U1

U2

L1

N

PE

n�

Référence : 571795

Édition : 06/2011

Auteurs : Jürgen Stumpp

Rédaction : Frank Ebel

Graphisme : Jürgen Stumpp, Thomas Ocker

Mise en page : 11/2014, Susanne Durz, Frank Ebel

© Festo Didactic SE, Rechbergstraße 3, 73770 Denkendorf, Allemagne, 2015

Tous droits réservés.

+49 711 3467-0 www.festo-didactic.com

+49 711 34754-88500 [email protected]

L'acheteur obtient un droit d'utilisation simple, non exclusif, non limité dans le temps et restreint

géographiquement au site/siège de l'acheteur comme suit.

• L'acheteur est autorisé à utiliser les contenus de l'ouvrage pour la formation continue du personnel du

site et à utiliser aussi des éléments du contenu pour la réalisation de son propre matériel de formation

continue du personnel de son site, à condition d'en mentionner la source, et à les dupliquer pour la

formation continue sur le site. Pour les écoles/universités et centres de formation, ce droit d'utilisation

englobe l'utilisation durant les cours par les élèves, stagiaires et étudiants du site.

• En est exlcu dans tous les cas le droit de publication ainsi que de chargement et d'utilisation sur

intranet ou Internet ou sur plateformes LMS et bases de données telles que Moodle qui permettent à un

grand nombre d'utilisateurs d'y accéder en dehors du site de l'acheteur.

• Tous les autres droits de transmission, de reproduction, de duplication, d'édition, de traduction, de

microfilmage ainsi que le transfert, le stockage et le traitement intégral ou partiel sur des systèmes

électroniques présupposent l'accord préalable de Festo Didactic.

© Festo Didactic 571795 III

Table des matières

Usage normal ______________________________________________________________________________ V

Avant-propos ______________________________________________________________________________ VI

Introduction ______________________________________________________________________________ VIII

Instructions et consignes de sécurité _________________________________________________________ IX

Ensemble de formation « Bases des machines à courant alternatif » ________________________________ X

Objectifs pédagogiques _____________________________________________________________________ XI

Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques _______________________________ XIII

Composants ______________________________________________________________________________ XV

Notes à l'intention de l'enseignant ou du formateur _____________________________________________ XVII

Structure des travaux pratiques ____________________________________________________________ XVIII

Désignation des composants ______________________________________________________________ XVIII

Contenu du CD-ROM _______________________________________________________________________ XIX

Travaux pratiques et corrigés

Aperçu des machines à courant alternatif _______________________________________________________ 3

TP 1 : Bases des moteurs à courant alternatif monophasé à rotor en court-circuit

(moteur à condensateur) __________________________________________________________ 5

TP 2 : Moteur à courant alternatif monophasé à rotor en court-circuit (moteur à condensateur)

sous différentes charges _________________________________________________________ 13

TP 3 : Moteur à courant alternatif monophasé à rotor en court-circuit :

mesures à l'aide du logiciel DriveLab _______________________________________________ 23

Aperçu des machines à courant continu, machines à courant alternatif monophasé ___________________ 37

TP 4 : Bases du moteur universel _______________________________________________________ 39

TP 5 : Moteur universel sous différentes charges __________________________________________ 45

TP 6 : Moteur universel sous différentes charges :


IV © Festo Didactic 571795

Travaux pratiques et fiches de travail













© Festo Didactic 571795 V

Usage normal

L'ensemble de formation « Bases des machines à courant alternatif » ne doit s'utiliser que

• pour un usage normal, c'est-à-dire dans le cadre de l'enseignement et de la formation, et

• en parfait état sur le plan de la sécurité.

Les composants de l'ensemble de formation sont construits conformément à l’état de l’art et aux règles

techniques reconnues en matière de sécurité. Une utilisation non conforme peut néanmoins mettre en

danger la vie et la santé de l’utilisateur ou de tiers ainsi qu'affecter l’intégrité des composants.

Le système de formation de Festo Didactic est exclusivement destiné à la formation initiale et continue dans

le domaine de l’automatisation et de la technique. Il incombe à l’établissement de formation et/ou aux

formateurs de faire respecter par les étudiants les consignes de sécurité décrites dans le présent manuel de

travaux pratiques.

Festo Didactic décline par conséquent toute responsabilité pour les dommages causés aux étudiants, à

l’établissement de formation et/ou à des tiers du fait de l'utilisation de ce jeu d’équipement en dehors du

contexte d’une pure formation, à moins que ces dommages ne soient imputables à une faute intentionnelle

ou à une négligence grossière de Festo Didactic.

VI © Festo Didactic 571795

Avant-propos

Le système de formation « Automatisation et Technique » de Festo Didactic part de différents niveaux

d’accès à la formation et objectifs professionnels. C’est dans cette optique qu'est structuré le système de

formation :

• ensembles de formation axés sur les technologies

• mécatronique et automatisation industrielle

• automatisation de process et régulation

• robotique mobile

• usines-écoles hybrides

Le système de formation « Automatisation et Technique » fait régulièrement l’objet de mises à jour et

extensions au fil des évolutions enregistrées dans le domaine de la formation et des techniques.

Les ensembles de formation technologique se penchent sur les technologies suivantes : pneumatique,

électropneumatique, hydraulique, électrohydraulique, hydraulique proportionnelle, automates

programmables, capteurs, électricité et actionneurs électriques.

La structure modulaire du système de formation permet de réaliser des applications allant au-delà des

limites des différents ensembles. Par exemple, il est possible de commander par automate programmable

des actionneurs pneumatiques, hydrauliques et/ou électriques.

© Festo Didactic 571795 VII

Tous les ensembles de formation se composent des éléments suivants :

• MatérielMatériel

• Médias

• Séminaires

Matériel

Le matériel des ensembles de formation est constitué de composants industriels et systèmes adaptés à une

approche didactique. Le choix et l'exécution des composants faisant partie des ensembles de formation

sont spécialement adaptés aux projets des médias d'accompagnement.

Médias

Les médias dédiés aux différents domaines de spécialité sont de deux types : didacticiels et logiciels. Les

supports didactiques, axés sur la pratique, comprennent :

• manuel de cours et manuels d'enseignement

(ouvrages standard d'enseignement de connaissances fondamentales)

• manuels de travaux pratiques (avec explications complémentaires et corrigés types)

• lexiques, manuels, ouvrages spécialisés

(donnant des informations plus détaillées sur des thèmes à approfondir)

• jeux de transparents et vidéos (permettant d'illustrer et de rendre plus vivant l'enseignement)

• posters (pour la présentation claire de sujets plus complexes)

Dans le domaine du logiciel, des programmes sont disponibles pour les applications suivantes :

• didacticiels (présentation pédagogique et multimédia de contenus de formation)

• logiciels de simulation

• logiciels de visualisation

• logiciels d'acquisition de mesures

• logiciels de conception et de configuration

• logiciels de programmation d'automates programmables industriels

Les médias destinés aux formateurs et aux étudiants sont disponibles en plusieurs langues. Ils sont conçus

pour l’enseignement, mais se prêtent aussi à l’autoformation.

Séminaires

Un large éventail de séminaires consacrés aux contenus des ensembles de formation complète l’offre de

formation initiale et continue.

Vous avez des suggestions ou des critiques à propos de ce manuel ?

N'hésitez pas à nous en faire part par courriel à : [email protected]

Les auteurs et Festo Didactic vous en remercient d'avance.

VIII © Festo Didactic 571795

Introduction

Le présent manuel de travaux pratiques fait partie du système de formation « Automatisation et Technique »

de la société Festo Didactic. Ce système constitue une solide base de formation initiale et continue axée sur

la pratique. L'ensemble de formation TP 1410 « Servosystème d’entraînement et de freinage » traite des

thèmes suivants :

• bases des machines à courant continu

• bases des machines à courant alternatif

• bases des machines à courant triphasé

Le manuel de travaux pratiques « Bases des machines à courant alternatif » constitue une initiation aux

machines électriques alimentées en courant alternatif. Les actionneurs à courant alternatif sont

omniprésents dans notre vie quotidienne car ils équipent essentiellement les appareils domestiques et

l'outillage électrique. Il dispense des connaissances sur la structure, le raccordement et les domaines

d'application. Dans les projets, les machines sont soumises à différentes situations de charge simulées afin

d'évaluer expérimentalement leurs possibilités.

Les conditions techniques nécessaires à la réalisation des montages sont les suivantes :

• un poste de travail de laboratoire doté d'un cadre A4,

• le jeu de composants TP 1410 « Servosystème d’entraînement et de freinage »,

• un branchement au secteur 230 V AC,

• un moteur universel,

• un moteur à condensateur,

• des composants de commande des machines électriques et

• des câbles de laboratoire sécurisés.

Le jeu d’équipement TP 1410 et les actionneurs à courant alternatif permettent de réaliser les montages

complets des 6 travaux pratiques.

Des fiches techniques des différents composants (moteur universel, moteur à condensateur, etc.) sont en

outre disponibles.

© Festo Didactic 571795 IX

Instructions et consignes de sécurité

Généralités

• Les étudiants ne doivent travailler sur les montages que sous la surveillance d’une formatrice ou d’un

formateur.

• Respectez les indications données dans les fiches techniques des différents composants, en particulier

toutes les consignes de sécurité !

• La formation ne doit être à l'origine d'aucune panne susceptible d'affecter la sécurité ; les pannes

éventuelles doivent être immédiatement éliminées.

Mécanique

• Montez tous les composants prévus dans le cadre A4.

• Notez les indications concernant l'implantation des composants.

Partie électrique

• Le servosystème d’entraînement et de freinage (banc d'essai de moteurs) ne doit être mis en service

qu'avec un conducteur de protection supplémentaire.

PE

L1DC+

L2 L3/NDC-

Input

Output

PE

• Reliez toujours le thermocontact du moteur à l'entrée « Motor ϑ » du banc d'essai.

• N’effectuez les branchements et débranchements électriques qu’en l’absence de tension !

• N’utilisez pour les connexions électriques que des câbles de liaison dotés de connecteurs de sécurité.

• Pour débrancher les cordons de liaison, tirez sur les connecteurs, pas sur les cordons.

X © Festo Didactic 571795

Ensemble de formation « Bases des machines à courant alternatif »

Cette partie de l'ensemble de formation TP 1410 a pour objet les bases des machines à courant alternatif.

Certains composants de l'ensemble de formation TP 1410 peuvent aussi faire partie intégrante d'autres

ensembles.

Composants importants du TP 1410

• Poste de travail bien stable à cadre A4

• Jeux de composants ou composants isolés (moteur universel, moteur à condensateur)

• Câbles de laboratoire sécurisés.

• Équipements complets de laboratoire

Médias

Les supports associés à l'ensemble de formation TP 1410 comprennent des manuels de travaux pratiques.

Les manuels de travaux pratiques contiennent les fiches de travail de chacun des TP, le corrigé de chaque

fiche de travail et un CD-ROM. Il comporte un jeu de fiches de TP et de fiches de travail prêtes à l'emploi.

Des fiches techniques des composants matériels sont fournies sur le CD-ROM avec l'ensemble de formation.

Médias

Manuel de travaux pratiques Bases des machines à courant continu

Bases des machines à courant alternatif

Bases des machines à courant triphasé

Didacticiels WBT Actionneurs électriques 1

WBT Actionneurs électriques 2

Aperçu des médias associés à l'ensemble de formation TP 1410

Le logiciel disponible pour l'ensemble de formation TP 1410 comprend les didacticiels « Actionneurs

électriques 1 » et « Actionneurs électriques 2 ». Ces didacticiels abordent en détail les bases des

actionneurs électriques. Les contenus sont abordés à la fois du point de vue systématique et en référence

aux applications, sous la forme d'exemples pratiques.

Vous trouverez d’autres moyens de formation dans nos catalogues et sur Internet. Le système de formation

« Automatisation et Technique » fait régulièrement l’objet de mises à jour et extensions. Les jeux de

transparents, films, CD-ROM, DVD et didacticiels ainsi que les autres ressources sont proposés en plusieurs

langues.

© Festo Didactic 571795 XI

Objectifs pédagogiques

Bases des machines à courant alternatif – moteur à courant alternatif monophasé à rotor en court-

circuit (moteur à condensateur)

• Connaître le principe de fonctionnement du moteur à condensateur.

• Connaître le bornier du moteur et ses désignations.

• Connaître le montage du moteur avec enroulement principal et enroulement auxiliaire, avec

condensateur de démarrage et condensateur de fonctionnement.

• Connaître le montage du bornier pour rotation du moteur à droite et à gauche.

• Connaître le montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique.

• Savoir vérifier les indications de la plaque signalétique par mesure et calcul en marche à vide et sous

charge nominale.

• Savoir utiliser le banc d'essai et le logiciel DriveLab.

• Connaître le montage de mesure pour le relevé point par point des caractéristiques de charge du

moteur.

• Savoir mettre le moteur en service sous différentes charges.

• Savoir calculer les valeurs manquantes du tableau.

• Savoir réaliser un diagramme représentant les caractéristiques de charge du moteur.

• Savoir analyser les caractéristiques de charge.

• Savoir calculer la puissance réactive, le rendement et le facteur de puissance.

• Savoir tracer un diagramme avec les valeurs calculées.

• Savoir analyser le diagramme.

Bases des machines à courant alternatif – moteur universel

• Savoir ce qu'est un moteur universel.

• Connaître les résistances ohmiques de l'enroulement d'induit et de l'enroulement d'excitation du

moteur universel.

• Savoir évaluer les valeurs de résistance de l'enroulement d'induit et de l'enroulement d'excitation.

• Connaître le problème du moteur universel en marche à vide.

• Connaître la structure du rotor du moteur universel.

• Connaître la possibilité de changement de sens de rotation du moteur universel.

• Connaître la possibilité de variation de la fréquence de rotation du moteur universel.

• Connaître des exemples d'application des moteurs universels.

• Savoir utiliser le banc d'essai et le logiciel DriveLab.

• Connaître la plaque signalétique du moteur et la signification des valeurs indiquées.

• Connaître le montage de mesure pour le relevé point par point des caractéristiques de charge du

moteur.

• Savoir mettre le moteur en service sous différentes charges.

• Savoir calculer les valeurs manquantes du tableau de charge.

• Savoir réaliser un diagramme représentant les caractéristiques de charge du moteur.

• Savoir analyser les caractéristiques de charge.

XII © Festo Didactic 571795

Utilisation du système servomoteur-frein et du logiciel DriveLab

• Savoir utiliser le système servomoteur-frein et le logiciel DriveLab.

• Savoir raccorder et mettre en service des moteurs avec le système servomoteur-frein et le logiciel

DriveLab.

• Connaître l'interface utilisateur du logiciel DriveLab.

• Savoir sélectionner et modifier des grandeurs à mesurer sur l'axe X et l'axe Y.

• Savoir adapter la couleur et le style des courbes de mesure.

• Savoir régler la fréquence de rotation et le couple sur l'ordinateur.

• Savoir préparer et lancer une mesure à l'aide de l'ordinateur.

• Savoir enregistrer et documenter des caractéristiques de charge par l'ordinateur.

© Festo Didactic 571795 XIII

Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques

TP 1 2 3 4 5 6

Objectif pédagogique

Connaître le principe de fonctionnement du moteur à condensateur. •

Connaître le bornier du moteur et ses désignations. •

Connaître le montage du moteur avec enroulement principal et enroulement auxiliaire, avec

condensateur de démarrage et condensateur de fonctionnement. •

Connaître le montage du bornier pour rotation du moteur à droite et à gauche. •

Connaître le montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique. •

Savoir vérifier les indications de la plaque signalétique par mesure et calcul en marche à vide et

sous charge nominale. •

Savoir utiliser le banc d'essai et le logiciel DriveLab. •

Connaître le montage de mesure pour le relevé point par point des caractéristiques de charge

du moteur. •

Savoir mettre le moteur en service sous différentes charges. •

Savoir calculer les valeurs manquantes du tableau. •

Savoir réaliser un diagramme représentant les caractéristiques de charge du moteur. •

Savoir analyser les caractéristiques de charge. •

Savoir calculer la puissance réactive, le rendement et le facteur de puissance. •

Savoir tracer un diagramme avec les valeurs calculées. •

Savoir analyser le diagramme. •

Savoir utiliser le banc d'essai et le logiciel DriveLab. • •

Savoir raccorder et mettre en service le moteur avec le banc d'essai et le logiciel DriveLab. •

Savoir raccorder et mettre en service le moteur universel avec le banc d'essai et le logiciel

DriveLab. •

Connaître l'interface de programmation du logiciel DriveLab. • •

Savoir sélectionner et modifier des grandeurs à mesurer sur l'axe X et l'axe Y. • •

Savoir adapter la couleur et le style des courbes de mesure. • •

Savoir régler la fréquence de rotation et le couple sur l'ordinateur. • •

Savoir préparer et lancer une mesure à l'aide de l'ordinateur. • •

Savoir ajouter un nouveau moteur à la bibliothèque des moteurs. • •

Savoir enregistrer et documenter des caractéristiques de charge par l'ordinateur. • •

XIV © Festo Didactic 571795

TP 1 2 3 4 5 6

Objectif pédagogique

Savoir ce qu'est un moteur universel. •

Connaître les résistances ohmiques de l'enroulement d'induit et de l'enroulement d'excitation

du moteur universel. •

Savoir évaluer les valeurs de résistance de l'enroulement d'induit et de l'enroulement

d'excitation. •

Connaître le problème du moteur universel en marche à vide. •

Connaître la structure du rotor du moteur universel. •

Connaître la possibilité de changement de sens de rotation du moteur universel. •

Connaître la possibilité de variation de la fréquence de rotation du moteur universel. •

Connaître des exemples d'application des moteurs universels. •

Savoir utiliser le banc d'essai et le logiciel DriveLab. •

Connaître la plaque signalétique du moteur et la signification des valeurs indiquées. •

Connaître le montage de mesure pour le relevé point par point des caractéristiques de charge

du moteur. •

Savoir mettre le moteur en service sous différentes charges. •

Savoir calculer les valeurs manquantes du tableau de charge. •

Savoir réaliser un diagramme représentant les caractéristiques de charge du moteur. •

Savoir analyser les caractéristiques de charge. •

© Festo Didactic 571795 XV

Composants

Les composants de l'ensemble de formation « Bases des machines à courant alternatif » dispensent des

connaissances sur la structure, le raccordement et les domaines d'application des machines à courant

alternatif. La réalisation de montages opérationnels exige en outre un poste de travail de laboratoire,

équipé en option d'un cadre A4, le jeu de composants TP 1410 « Servosystème d’entraînement et de

freinage », une alimentation en tension alternative de 230 V et des organes de commande des machines

électriques.

Jeu de composant TP 1410 « Servosystème d’entraînement et de freinage »

Composant Référence Quantité

Servosystème d’entraînement et de freinage 571870 1

Machines électriques « Bases des machines à courant alternatif »


Moteur à courant alternatif monophasé à rotor en court-circuit (moteur à condensateur) 571871 1

Moteur universel 571872 1

Organes de commande des machines électriques


Alimentation triphasée EduTrainer 571812 1

Bloc d'alimentation 24 V EduTrainer 571813 1

Platine de contacteurs EduTrainer 571814 1

Jeu de contacteurs motorisation 571816 1

Panneau de commande et de signalisation EduTrainer 571815 1

XVI © Festo Didactic 571795

Symboles graphiques du jeu de composants

Composant Symbole graphique

Moteur à courant alternatif monophasé à rotor en court-

circuit (moteur à condensateur)

M1

Moteur universel

M

© Festo Didactic 571795 XVII

Notes à l'intention de l'enseignant ou du formateur


L'objectif général du présent manuel de travaux pratiques est de faire connaissance avec les bases des

machines à courant alternatif. Cette interaction directe entre théorie et pratique est le garant de progrès

rapides et durables. Les objectifs pédagogiques spécifiques sont documentés dans la matrice, Des objectifs

pédagogiques plus concrets sont affectés à chaque travail pratique.

Temps alloué

Le temps nécessaire à la réalisation d’un TP dépend des connaissances préalables des étudiants. Étudiants

des métiers de l'électricité : 3 jours environ. Ouvriers professionnels : 1 jour environ.

Composants

Manuel de travaux pratiques et composants sont harmonisés. Pour les TP 1 à 3, vous avez besoin d'un

moteur à courant alternatif monophasé à rotor en court-circuit (moteur à condensateur). Pour les TP 4 à 6,

vous avez besoin d'un moteur universel.

Normes

Le présent manuel de travaux pratiques applique les normes suivantes :

EN 60617-2 à

EN 60617-8 : Symboles graphiques pour schémas

EN 81346-2 : Systèmes industriels, installations et appareils, et produits industriels ;

principes de structuration et désignations de référence

Repérage dans le manuel de travaux pratiques

Le texte des corrigés et les compléments donnés dans les graphiques ou diagrammes sont repérés en

rouge.

Repérage dans les fiches de travail

Les textes à compléter sont repérés par des lignes ou des cases grisées dans les tableaux.

Les graphiques à compléter sont sur fond tramé.

Notes à l'intention de l'enseignant

Des informations complémentaires sont ici données sur les différents composants et circuits ou montages.

Ces indications ne figurent pas dans les fiches de travail.

XVIII © Festo Didactic 571795

Structure des travaux pratiques

Les 6 travaux pratiques ont la même structure méthodologique. Ils se divisent en :

• Titre

• Objectifs pédagogiques

• Énoncé du problème

• Schéma d'implantation

• Projet

• Ressources

• Fiches de travail

Le manuel de travaux pratiques contient les corrigés de chacune des fiches de travail.

Désignation des composants

La désignation des composants représentés dans les schémas s'inspire de la norme NF EN 81346-2. Des

lettres sont attribuées en fonction du composant. Les composants existant en plusieurs exemplaires dans

un montage sont numérotés en continu.

Relais : -K, -K1, -K2, …

Interrupteurs/Boutons-poussoirs : -S, -S1, -S2, …

Contacteurs : -Q, -Q1, -Q2, …

Fusibles : -F, -F1, -F2, ...

Auxiliaires de signalisation : -P, -P1, -P2, ...

© Festo Didactic 571795 XIX

Contenu du CD-ROM

Le manuel de travaux pratiques figure sous forme de fichier pdf sur le CD-ROM fourni. Celui-ci met en outre

à votre disposition d'autres médias.

Le CD-ROM comporte les dossiers suivants :

• Modes d’emploi

• Illustrations

• Fiches techniques

Modes d’emploi

Des notices d’utilisation sont ici disponibles pour différents composants de l'ensemble de formation. Elles

aident à mettre en service et à utiliser les composants.

Illustrations

Vous trouverez ici des photos et graphiques de composants et applications industrielles. Ils vous

permettent d’illustrer vos propres travaux pratiques. Les présentations de projets peuvent également être

complétées par utilisation de ces illustrations.

Fiches techniques

Les fiches techniques des composants de l'ensemble de formation sont ici disponibles sous forme de

fichiers pdf.

XX © Festo Didactic 571795

© Festo Didactic 571795 1

Table des matières

Travaux pratiques et corrigés













2 © Festo Didactic 571795


Aperçu des machines à courant alternatif



TP 1 Bases des moteurs à courant alternatif monophasé à rotor en court-circuit

(moteur à condensateur)


Lorsque vous aurez fait ce TP, vous

• connaîtrez le principe de fonctionnement du moteur à condensateur.

• connaîtrez le bornier du moteur et ses désignations.

• connaîtrez le montage du moteur avec enroulement principal et enroulement auxiliaire, avec


• connaîtrez le montage du bornier pour rotation du moteur à droite et à gauche.

• connaîtrez le montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique.

• saurez vérifier les indications de la plaque signalétique par mesure et calcul en marche à vide et sous

charge nominale.

Énoncé du problème

On ne dispose, pour faire fonctionner un compresseur pneumatique, que d'une tension alternative

monophasée de 230 V (L1 et N).

Étant donné que le démarrage du compresseur est, selon toute probabilité, difficile, on prévoit d'utiliser un

moteur à condensateur avec condensateur de démarrage et condensateur de fonctionnement. On se

propose de vérifier à l'atelier de formation que le moteur convient pour cette application. Les résultats de

cette vérification sont à consigner dans un procès-verbal.

Compresseur pneumatique

TP 1 – Bases des moteurs à courant alternatif monophasé à rotor en court-circuit (moteur à condensateur)


Travaux à exécuter

1. Décrivez le principe de fonctionnement d'un moteur à courant alternatif monophasé à rotor en court-

circuit (moteur à condensateur).

2. Complétez les spécifications du bornier du moteur.

3. Complétez le montage du moteur avec enroulement principal et enroulement auxiliaire, avec


4. Complétez les spécifications pour la rotation à droite et à gauche du moteur.

5. Complétez le montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique.

6. Contrôlez par mesure et calcul, les indications de la plaque signalétique du moteur concernant la

marche à vide et la charge nominale.

Ressources

• Manuels de cours, mémentos

• Extraits de catalogues de fabricants


• Manuel du système servomoteur-frein

• Internet

• WBT Actionneurs électriques 1



1. Principe de fonctionnement du moteur à condensateur.

a) Décrivez la structure d'un moteur à condensateur.

Z2 Z1

U1

U2

M1

Moteur à condensateur – disposition générale des deux enroulements

Le paquet de tôles du stator comporte deux enroulements à 90° l'un de l'autre. Il s'agit de

l'enroulement principal désigné par U1 et U2. Il occupe 2/3 des encoches du stator.

Les encoches restantes servent de support à l'enroulement auxiliaire désigné par Z1 et Z2. Selon les

conditions de démarrage, le moteur monophasé possède également un condensateur de démarrage

et un condensateur de fonctionnement.

b) Décrivez le fonctionnement du moteur à condensateur.

Pour créer un décalage de phase entre les deux enroulements et obtenir ainsi un champ tournant, il

faut monter un condensateur en série avec l'enroulement auxiliaire.

Dans le cas d'un moteur monophasé à condensateur de fonctionnement, l'enroulement auxiliaire

reste constamment en circuit avec le condensateur de fonctionnement monté en série.

Pour les démarrages difficiles, un condensateur de démarrage est mis en circuit en parallèle au

condensateur de fonctionnement. Lorsque le démarrage est terminé, le condensateur de démarrage

est mis hors circuit par un interrupteur centrifuge.

c) Quelle est la fonction du condensateur de fonctionnement ?

Le condensateur de fonctionnement CB assure une marche plus régulière du moteur et améliore son

facteur de puissance. La capacité du condensateur de fonctionnement doit être choisie de sorte à

éviter une surchauffe de l'enroulement auxiliaire. La capacité du condensateur de fonctionnement doit

pouvoir absorber approximativement une puissance réactive de 1 kvar par kilowatt de puissance du

moteur.



d) Quelle est la fonction du condensateur auxiliaire ?

Si l'on veut que le couple de démarrage du moteur augmente, il faut que la capacité du condensateur

augmente également. L'augmentation de capacité s'obtient par la commutation en parallèle d'un

condensateur de démarrage CA. Lorsque le démarrage est terminé, le condensateur de démarrage est

mis hors circuit par un interrupteur centrifuge pour éviter que l'enroulement auxiliaire ne surchauffe.

2. Bornier du moteur

– Nommez les diverses bornes du bornier du moteur à condensateur.

U2U1

Enroulement principal, bornes U1 et U2

Z2Z1

Enroulement auxiliaire, bornes Z1 et Z2

Condensateur de démarrage, bornes CA et CA

CB CB

Condensateur de fonctionnement, bornes CB et CB

Interrupteur centrifuge, bornes 11 et 12

Surveillance de température du moteur, bornes 21 et 22



3. Montage du moteur à condensateur avec enroulement principal et enroulement auxiliaire,

condensateur de démarrage et condensateur de fonctionnement

– Complétez le montage du moteur.

4. Montage pour rotation du moteur à droite et à gauche

– Complétez les montages pour rotation à droite et à gauche du moteur.



5. Montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique

a) Complétez le montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique. Réalisez le

montage et mettez le moteur en service.

Quantité Identification Désignation

1 -M1 Moteur à condensateur

2 -P1, -P2 Multimètre numérique.

1 -P3 Wattmètre monophasé

1 -A1.1 Banc d'essai de moteurs, système servomoteur-frein

Liste de l'appareillage



b) Réalisez le montage.

– Utilisez le moteur à condensateur 230 V, référence 571872.

6. Contrôle des indications de la plaque signalétique par mesure et calcul

a) Pour effectuer la mesure, reliez le moteur au banc d'essai. Le banc d'essai de moteurs doit être mis

sous tension, mais il n'est pas nécessaire de le connecter à l'ordinateur. Mettez le moteur en marche.

b) Mesurez d'abord les valeurs en marche à vide. Inscrivez les mesures dans la colonne « Marche à vide »

du tableau.

c) Pour la mesure à la charge nominale, mettre le moteur sous charge à l'aide du banc d'essai jusqu'au

courant nominal (voir plaque signalétique) et relever les valeurs mesurées. Inscrivez les mesures dans

la colonne « Charge nominale » du tableau.

Marche à vide Charge nominale

U [V] 228 228

I [A] 1,2 1,86

P [W] 216 352

n [tr/min] 1480 1400

d) À l'aide des mesures figurant dans le tableau sous marche à vide et charge nominale, calculez les

valeurs de la puissance apparente, du facteur de puissance et de la puissance réactive.

Marche à vide

La puissance apparente S : 228 V 1,2 A = 274 VAS U I= ⋅ = ⋅

Le facteur de puissance cos φ : 216 W

= 0,78274 VA

PcosS

ϕ = =

La puissance réactive Q : 274 VA 0,63 = 173 varQ S sin= ⋅ ϕ = ⋅



Charge nominale

La puissance apparente S : 228 V 1,86 A = 424 VAS U I= ⋅ = ⋅

Le facteur de puissance cos φ : 352 W

= 0,83424 VA

PcosS

ϕ = =

La puissance réactive Q : 424 VA 0,56 = 237 varQ S sin= ⋅ ϕ = ⋅

Contrôle de la capacité de CA

Valeurs mesurées : U = 230 V

I = 1,75 A

La réactance XC : 230 V

= 131,42 Ω1,75 A

CC

C

UX

I= =

La capacité C : -1

1 1 = 24,2 µF

2 2 50 s 131,42 ΩCC

f X= =

⋅π ⋅ ⋅ ⋅ π ⋅ ⋅

Contrôle de la capacité de CB

Valeurs mesurées : U = 220 V

I = 0,7 A

La réactance XC : 220 V

= 314,28 Ω0,7 A

CC

C

UX

I= =

La capacité C : -1

1 1 = 10,13 µF

2 2 50 s 314,28 ΩCC

f X= =

⋅π ⋅ ⋅ ⋅ π ⋅ ⋅


Table des matières

Travaux pratiques et fiches de travail









TP 4 Bases du moteur universel _______________________________________________________ 39


TP 6 : Moteur universel sous différentes charges : mesures

à l'aide du logiciel DriveLab _______________________________________________________ 53



Aperçu des machines à courant alternatif



TP 1 Bases des moteurs à courant alternatif monophasé à rotor en court-circuit

(moteur à condensateur)


Lorsque vous aurez fait ce TP, vous

• connaîtrez le principe de fonctionnement du moteur à condensateur.

• connaîtrez le bornier du moteur et ses désignations.

• connaîtrez le montage du moteur avec enroulement principal et enroulement auxiliaire, avec


• connaîtrez le montage du bornier pour rotation du moteur à droite et à gauche.

• connaîtrez le montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique.

• saurez vérifier les indications de la plaque signalétique par mesure et calcul en marche à vide et sous

charge nominale.

Énoncé du problème

On ne dispose, pour faire fonctionner un compresseur pneumatique, que d'une tension alternative

monophasée de 230 V (L1 et N).

Étant donné que le démarrage du compresseur est, selon toute probabilité, difficile, on prévoit d'utiliser un

moteur à condensateur avec condensateur de démarrage et condensateur de fonctionnement. On se

propose de vérifier à l'atelier de formation que le moteur convient pour cette application. Les résultats de

cette vérification sont à consigner dans un procès-verbal.

Compresseur pneumatique


6 Nom : __________________________________ Date : ____________ © Festo Didactic 571795

Travaux à exécuter

1. Décrivez le principe de fonctionnement d'un moteur à courant alternatif monophasé à rotor en court-

circuit (moteur à condensateur).

2. Complétez les spécifications du bornier du moteur.

3. Complétez le montage du moteur avec enroulement principal et enroulement auxiliaire, avec


4. Complétez les spécifications pour la rotation à droite et à gauche du moteur.

5. Complétez le montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique.

6. Contrôlez par mesure et calcul, les indications de la plaque signalétique du moteur concernant la

marche à vide et la charge nominale.

Ressources

• Manuels de cours, mémentos

• Extraits de catalogues de fabricants


• Manuel du système servomoteur-frein

• Internet

• WBT Actionneurs électriques 1


© Festo Didactic 571795 Nom : __________________________________ Date : ____________ 7

1. Principe de fonctionnement du moteur à condensateur.

a) Décrivez la structure d'un moteur à condensateur.

Z2 Z1

U1

U2

M1

Moteur à condensateur – disposition générale des deux enroulements

b) Décrivez le fonctionnement du moteur à condensateur.

c) Quelle est la fonction du condensateur de fonctionnement ?



d) Quelle est la fonction du condensateur auxiliaire ?

2. Bornier du moteur

– Nommez les diverses bornes du bornier du moteur à condensateur.

U2U1

Z2Z1

CB CB



3. Montage du moteur à condensateur avec enroulement principal et enroulement auxiliaire,

condensateur de démarrage et condensateur de fonctionnement

– Complétez le montage du moteur.

CACB

Z2 Z1

U1

U2

L1

N

PE

n>

M1

4. Montage pour rotation du moteur à droite et à gauche

– Complétez les montages pour rotation à droite et à gauche du moteur.

CACB

Z2 Z1

U1

U2

L1

N

PE

n

Z2

Z1U1

U2

M1

CACB

Z2 Z1

U1

U2

L1

N

PE

Z2

Z1U1

U2

n>

M1



5. Montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique

a) Complétez le montage de mesure pour le contrôle des indications de la plaque signalétique. Réalisez le

montage et mettez le moteur en service.

CACB

Z2 Z1

U1

U2n>

n

L1

N

PE

V

A

W

M1

Quantité Identification Désignation

1 Moteur à condensateur

2 Multimètre numérique.

1 Wattmètre monophasé

1 Banc d'essai de moteurs, système servomoteur-frein

Liste de l'appareillage



b) Réalisez le montage.

– Utilisez le moteur à condensateur 230 V, référence 571872.

6. Contrôle des indications de la plaque signalétique par mesure et calcul

a) Pour effectuer la mesure, reliez le moteur au banc d'essai. Le banc d'essai de moteurs doit être mis

sous tension, mais il n'est pas nécessaire de le connecter à l'ordinateur. Mettez le moteur en marche.

b) Mesurez d'abord les valeurs en marche à vide. Inscrivez les mesures dans la colonne « Marche à vide »

du tableau.

c) Pour la mesure à la charge nominale, mettre le moteur sous charge à l'aide du banc d'essai jusqu'au

courant nominal (voir plaque signalétique) et relever les valeurs mesurées. Inscrivez les mesures dans

la colonne « Charge nominale » du tableau.

Marche à vide Charge nominale

U [V]

I [A]

P [W]

n [tr/min]

d) À l'aide des mesures figurant dans le tableau sous marche à vide et charge nominale, calculez les

valeurs de la puissance apparente, du facteur de puissance et de la puissance réactive.

Marche à vide



Charge nominale

Contrôle de la capacité de CA

Contrôle de la capacité de CB

Documents

Bases des machines à courant alternatif · • bases des machines àcourant continu • bases des machines à courant alternatif • bases des machines à courant triphasé . Le