Sur la plaque signalétique d’un moteur asynchrone triphasé à cage, on lit les indications suivantes : 220 /380V ;50 Hz ;70/40A ;cos(fi) = 0.86 et n = 725tr/mn.
Sachant que la résistance d’un enroulement du stator est R1 = 0.15, que les pertes fer du stator sont de 500W et que la tension du réseau est de 380V entre phases, déterminer :
a) Le mode de couplage des enroulements du stator.
b) La vitesse de synchronisme et le nombre de paires de pôles par phase.
c) Les pertes par effet joule du stator.
d) Le glissement.
e) Les pertes par effet joule dans le rotor. Les pertes mécaniques sont négligeables.
f) Le rendement du moteur
Exercice 2
Un moteur asynchrone triphasé tetrapolaire est alimenté par un réseau 380V-50hz. La résistance du stator mesurée entre deux fils de phase est de 0.9.
En fonctionnement à vide, le moteur absorbe un courant de 9.1 A et une puissance de 420W :
1- Déterminer les pertes fer du stator et les pertes mécaniques en les supposant égales.
2- En charge nominale, la puissance utile sur l´arbre du rotor est de 4KW, le facteur de puissance est 0.85 et le rendement est égal à 0.87.Déterminer :
a) L’intensité du courant absorbé
b) Les pertes joule au stator
c) Les pertes joule au rotor
d) Le glissement et la vitesse de rotation
e) Le couple utile
Exercice 3
Un moteur asynchrone tétra-polaire, stator monté en triangle, fonctionne dans les conditions suivantes :
Tension entre phases : U=380V, fréquence f=60 Hz, puissance utile =5KW, vitesse de rotation n=1710tr/min, cos()=0.9 et intensité en ligne I=10A. La résistance du stator mesurée entre deux fils de phase est de 0.8Ω.
On admettra pour ce fonctionnement, que les pertes dans le fer sont égales aux pertes par effet joule dans le stator. Pour ce régime de fonctionnement, calculer :
a) Le glissement.
b) Le couple utile.
c) L’intensité de courant dans chaque phase du stator.
d) Les pertes par effet joule au stator.
e) La puissance absorbée par le moteur.
f) Les pertes joule du rotor.
g) Le rendement du moteur.
Exercice 4
Un moteur asynchrone triphasé , à rotor en court-circuit, possède des enroulements statoriques tetrapolaires branchés en étoile. Sa plaque signalétique porte les indications suivantes :
- Tension d’alimentation 380V-50hz
-Puissance utile :3.7KW
-Vitesse de rotation :1440 tr/mn
-Facteur de puissance :0.8
A la charge nominale, le moteur absorbe un courant en ligne d’intensité 8 A , La résistance mesurée à chaud entre deux bornes du stator est de 0.9 ohm. au démarrage , le moteur développe un couple utile de 85 N.m. On considère que la caractéristique mécanique Tu =f(n) est une droite dans sa partie utile et on négligera les pertes fer rotoriques ainsi que les pertes mécaniques. Déterminer :
a) La vitesse de synchronisme et le glissement.
b) La puissance absorbée et le couple utile
c) Les pertes fer au stator et les pertes joule au rotor.
d) Entre quelles valeurs varie le couple utile au démarrage lorsque la tension d'alimentation varie de ± 5V
Exercice 5
Un moteur asynchrone triphasé tetrapolaire 220/380V à rotor bobiné et à bagues est alimenté par un réseau 127/220V-50hz. Un essai à vide à une vitesse de rotation égale au synchronisme a donné :
- Puissance absorbée mesurée par la méthode des deux wattmètres P1 = 1160W et P2 = −660W
- Le courant absorbé à vide est : I0 =6.8 A
Un essai en charge a donnée :
- Courant absorbé I =22.2A
- Glissement g=6%
- Puissance absorbée mesurée par la méthode de deux wattmètres : W1 =5500W et 2=1200W
- La résistance d’un enroulement statorique est R1 = 1
1- Donner le couplage du stator
2- Pour le fonctionnement à vide, calculer :
- La vitesse de rotation
- La puissance réactive
- Le facteur de puissance à vide
- Les pertes fer et les pertes mécaniques supposées égales
3- Pour le fonctionnement en charge, calculer :
- Le facteur de puissance et la vitesse de rotation
- Le couple utile et le rendement
Exercice 6
L’étude d’un point de fonctionnement d’un moteur asynchrone triphasé à rotor bobiné, alimenté par un réseau triphasé 220/380V-50hz de facteur de puissance égale à 0.81 a donné les valeurs suivantes : :
- Vitesse de rotation n=1440tr/mn
- Couple utile Tu = 40N.m
- Puissance absorbée mesurée par la méthode de deux wattmètres P1 = 4500W et P2 = 1900W
1- Quel est le nombre de pôles de ce moteur
2- Quel est le glissement
3- Calculer son rendement, et le courant de ligne
4- La caractéristique électromécanique est considéré rectiligne dans sa partie utile. Ce moteur entraine une charge mécanique dont le couple résistant Tr = 10 + 0.01n
a) Quelles seront la vitesse de groupe et la puissance utile de moteur
b) On démontre qu’un moteur asynchrone, à résistance rotorique variable, possède la propriété suivante : pour deux fonctionnements différents, mais à couple constant, le rapport R/g est lui-même constant, R étant la résistance totale de chaque phase du rotor, sa résistance propre est R0 = 0.1.
- Trouver la valeur du rhéostat à introduire dans chaque phase du rotor pour que l’ensemble moteur-charge mécanique tourne à 1200tr/mn.
Exercice 7
La caractéristique mécanique d’un moteur asynchrone est donnée ci-dessous : :
1- Ce moteur entraine un compresseur dont le couple r´esistant est constant et égal à 4 Nm.
1-1- Le démarrage en charge du moteur est-il possible ?
1-2- Dans la zone utile, vérifier que Tu = - 0,12 n+ 120
1-3- Déterminer la vitesse de rotation de l’ensemble en régime établi.
1-4- Calculer la puissance utile transmise au compresseur par le moteur.
2- Ce moteur est maintenant utilisé pour entrainer une pompe dont le couple résistant est donné en fonction de la vitesse de rotation par la relation suivante :Tr = 10^(−5).n^2.
En régime établi, déterminer la vitesse de rotation de l’ensemble ainsi que le couple utile du moteur.
Exercice 8
Un moteur à induction à 6 pôles de 0,5 ch est excité par une source triphasée de 60 Hz. Si la vitesse à pleine charge est de 1140 tr / min,
1- Calculer le glissement
2- Calculez la fréquence du courant du rotor dans les conditions suivantes:
a) À l'arrêt
b) Moteur tournant à 500 tr / min dans le même sens que le champ tournant
c) Moteur tournant à 500 tr / min dans le sens opposé au champ tournant
d) Moteur tournant à 2000 tr / min dans le même sens que le champ tournant
Exercice 9
Un moteur à induction triphasé ayant une vitesse synchrone de 1200 tr / min absorbe 80 kW d'un départ triphasé. Les pertes de cuivre et de fer dans le stator s'élèvent à 5 kW. Si le moteur tourne à 1152 tr / min, calculer ce qui suit:
1- La puissance active transmise au rotor
2- Les pertes joules rotor
3- La puissance mécanique développée
4- La puissance mécanique fournie à la charge, sachant que les pertes par enroulement et par frottement sont égales à 2 kW
5- L'efficacité du moteur
Exercice 10
Un moteur à induction triphasé à cage d'écureuil à 8 pôles, connecté à une ligne de 60 Hz, possède une vitesse synchrone de 900 tr / min. Le moteur absorbe 40 kW et les pertes de cuivre et de fer dans le stator s'élèvent à 5 kW et 1 kW, respectivement.
1- Calculer le couple développé par le moteur.
Exercice 11
Un moteur à induction triphasé ayant une puissance nominale de 100 ch (~ 75 kW) et une vitesse synchrone de 1800 tr / min est connecté à une source de 600 V (figure 16a). La méthode des deux wattmètres indique une consommation totale de 70 kW et un ampèremètre indique un courant de ligne de 78 A. Des mesures précises donnent une vitesse de rotation du rotor de 1763 tr / min. De plus, les caractéristiques suivantes du moteur sont connues:
Les pertes fer au stator Pf = 2 kW pertes de charge et de frottement Pmé = 1,2 kW résistance entre deux bornes de stator = 0,34 Ohm.
Calculer
1- Puissance fournie au rotor
2- Les pertes joules rotor
3- Puissance mécanique fournie à la charge, en puissance
4- Efficacité
5- Couple développé à 1763 tr / min
Exercice 12
Le stator d’un moteur à induction linéaire est excité par une source électronique à 75 Hz. Si la distance entre les groupes de phases consécutifs de la phase A est égale à 300 mm.
1- Calculer la vitesse linéaire du champ magnétique.
Exercice 13
Un pont roulant dans une usine est entraîné horizontalement au moyen de deux moteurs à induction linéaires dont les rotors sont les deux poutres en acier en forme I sur que la grue roule. Les stators linéaires triphasés à 4 pôles (montés sur les côtés opposés de la grue et faisant face aux âmes respectives des faisceaux en I) ont un pas de pôle de 8 cm et sont entraînés par une source électronique à fréquence variable. Lors d’un test sur l’un des moteurs, les résultats suivants ont été obtenus:
- Fréquence du stator: 15 Hz
- Puissance du stator: 5 kW
- Les pertes de cuivre et Les pertes fer dans le stator: 1 kW
- Vitesse de la grue: 1,8 m / s
Calculer
1- La vitesse synchrone et le glissement
2- Puissance au rotor
3- Les pertes joules dans le rotor
4- Puissance mécanique et force
Exercice 14
Un moteur à induction triphasé à 6 pôles est connecté à une alimentation de 60 Hz. La tension induite dans les barres du rotor est de 4 V lorsque le rotor est bloqué. Si le moteur tourne dans le même sens que le flux
calculer la tension approximative induite et sa fréquence:
1- À 300 tr / min
2- À 1000 tr / min
3- À 3000 tr / min
Exercice 15
Un grand moteur à induction triphasé, 4000 V, 60 Hz, consomme un courant de 385 A et une puissance active totale de 2344 kW lorsqu'il est utilisé à pleine charge. La vitesse correspondante est mesurée avec précision et s’établit à 709,2 tr / min. Le stator est connecté en étoile et la résistance entre les deux bornes du stator est de 0,10 Ω. Les pertes totales en fer sont de 23,4 kW et les pertes par enroulement et par frottement de 12 kW.
Calculer ce qui suit:
1- Le facteur de puissance à pleine charge
2- La puissance active fournie au rotor
3- Les pertes joules dans le rotor
4- La puissance mécanique de la charge [kW], le couple [kN • m] et le rendement [%]
Exercice 16
Un moteur à induction linéaire triphasé 60 Hz doit atteindre une vitesse maximale à vide de 12 m / s et doit développer une poussée à l'arrêt de 10 kN.
1- Calculer le pas des pôles requis et la perte joule minimale dans le rotor, à l'arrêt.
