genie-indus.e-monsite.comgenie-indus.e-monsite.com/medias/files/les-cc-d-electrotechnique.pdf · Author: ILOVEPDF.COM Created Date: 3/11/2013 6:36:15 AM

CüNTRCILE CCINTiNU N"I

ELFCTR.OTECH N I QU E ET I NTRODUCTITf\J

AUX MAC!.IINES ELECTRIQUES

RAPPEL : TOUTE TENTATIVE DE FRAUDE SËRA SANCTIONNEE SEVE.REMENT

LYER.CICE I (10 Points)

Faculté des Sciences et Techniques

Départernent : GENIE ELECTRIQUE

Licence Cénie indr.rstriel

L'atelier d'une usine de production comprend :

- Une machine (l ) qui consomme Fl : IOKW, avec

- Une rnachine (2) qui €onsomme un courant de

Arrière

- Un four électrique (résistances chauffantes) qui

Année 201 0/201 1

Le 12 avril 201 1

Durée : 2 heures

un facteur de puissance de 0,8 Arrière

l2=2AA, avec un facteur de puissance de 0,6

consomme P3:5KW.

v{t}= 2g1..ot *,Fréquence : f:50H2

I . Calcr:iei. ia puissance a.etive totale consornmée par I'q!e_lier

z" calculer la puissance réactive tctale consommée par I'atelier'

3. Calculer la puissance apparente et le facteur de puissance

4. Calculer la valeur efficace du courant de ligne I'

5. Tracer sur le même graphe v(t) ei i(t)'

6. Donner I'expression complexe U et iT. Tracer le diagramme vectoriel des grandeurs électriques de I'installation.

8. Donnerl'expression de,i'impédance Z équivalenteàl'installation: Z=R+jX,, on branche en parallèle avec

i'installationpuissance ?

un condensateur de caPacité C:.l500pF. Quel est le nollveau facteur de

EXIR.CICE 2 (8 points)

Ui:e lnstallation électrique alimentée par le réseau triphasé 220l380V- 50Hz comprend

- Z rnoteurs asynchrones triphasés identiques de caractéristiques nominales :

?u:4,4 kbV, 11 : 0,85 et cos ç: 0,8

- "l résistances de chauffage mtntées en triangle : R=50()

- 3 contjensateurs de capacité C montés en étoile : C:22A*F

l- euelles sûnt les valeurs des intensités de courant dans les divers circuits ?

2- Ca[culer i'intensité du courant consolnmé par I'installation ?

:* iluel est le facteur de puissance giobat de I'instaiiation ?

,1- ün r§ïesure ia puissance totale absorbée par la méthode des deux wattmciïrts. Quelles seront

ies indicati*ns i'ele'.rées ?

ur améiiorer le facteur de puissance de I'installatio

U N IVERSITE ABDELMALEK ESSAADI

FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES - TANCER

LICENCE GENIE INDUSTRIEL

TANGER LE 101041201o

DUREE: 2H

CONTROLE CONTINU N'I

ELECTROTECHNIQUE ET MACHINES ELECTRIQUES

Question de cours (5 points)

L Donner la définition de la puissance active.

2. Donner la définir d'un facteur de puissance.

3. Que veut dire « compensation de l'énergie réactive », quels sont ses avantages ?

4. Quelles sont les conditions à remplir pourqu'un système de tensions (vl, v2, v3) soit

équilibré ?

5. Expliquer la méthode de mesure de puissance en triphasé dite « méthode des deux

wattmètres ». quelles sont les conditions de sa validité ?

EXERCICE I (4 points)

Un récepteur, d'impédanceZ, est soumis à une tension u(t) et absorbe un courant i(t). On

donne :

.1t lf

U =100.e"6 et I =5.e'6,1

l. Donner I'expression du courant instantané i(t) et la tension instantanée u(t).

2. Tracer i(t) et u(t)

3. Donner l'expression de I'impédanceZ

4. Donner l'expression de la puissance active.

EXERCICE 2 (6 points)

U:220Y, f=50H2

Une installation est composée de deux récepteurs :

Récepteur I :four électrique équivalent à une résistance pure R=l0oRécepteur 2 : absorbe un courant de 20A avec un facteur de puissance cos<p2:0.6 AR.

L Donner l'expression de I'impédance 22:*Z+iX2 modélisant le récepteur 2

2. Calculer la valeur efficace du courant de ligne I

3. calculer la valeur de la puissance active, puissance réactive et puissance apparente de

I'in stallation.4. Calculer le facteur de puissance de I'installation

U2

5. Quelle capacité C faut-il mettre en parallèle avec les récepteurs pour que le facteur de

puissance de I'installation soit de l.6. Quelle sera la nouvelle valeur de I et le nouveau facteur de puissance si on a placé un

condensateur de capacité 2C.

EXERCICE 3 (8 points)

Une installation triphasée est alimentée avec un système de tension triphasé équilibré22AV I 3BOV-50H2.

L'installation est constituée des éléments suivants :

- Un four électrique triphasé, trois fils, de puissance égale à 2000W,

- Un moteurasynchrone dont la plaque signalétique porte les indications: 2201380V,

50H2, cosg:0.8, [=O.9 \{L*t- 6 tubes fluorescents répartis sur les trois phases, les caractéristiques de chaque tube

sont les suivantes : 60W, 22OY, cosg:O.7I . Donner le schéma de I'installation2, Faire le bilan de puissance active et réactive de tous les éléments

3. Calculer la puissance active totale, la puissance réactive totale et la puissance apparente

totale4. Calculer le courant absorbé par l'installation5. C+!euler le factsur de puissance de l'installation6. Calculer la batterie de condensateurs, montés en triangle, à brancher eil para-llèie avec

I'installation pour améliorer le facteur de puissance à l. Calculer le courant qui traverse

chaque condensateur.

7. quelles seront les indications des wattmètres si on utilise la méthode des deux

wattmètres pour la mesure des puissances ?

-.

2t2

Faculté des Sciences et TechniquesDépartement : CENIE ELECTRIQUE

Licence Cénie industriel

kr\

MODU LE ELECTROTECHNIQUE

5r-f,,r lxlExercice L

Un récepteur triphasé est relié au réseau 2301400V et peut être câblé en étoile ou en triangle.L'impédance de chacune de ses phases vaut 10+l5jCalculerpour chaque couplage :

^ oLe courant par phase

Lo Le courant de.ligne -

Année 2011 12012

0+ t ,,'il\'d»P n *l{ "À

? . Lapuissance active par phase(puis la puissance active totale par deux méthodes différentes

t. La puissance apparente par phase puis la puissance apparente totale.Comparer les puissances totales pntre les deux couplages

Exercice 2

Le primaire d'un transformateur est alimenté sous 220 V, 50 Hz. La section droite de son circuit magnétique est de10 cm2 et le champ magnétique maximal qui y règne est de 1 T. Le rapport de transforrnation est de 0,06.

1- Calculer le nombre de spires des deux enrôulements.

. 2- Le circuit magnétique dü transformateur est modélisé par un milieu linéaire de perméabiiité relativepr=5d00. Sa longueur moyenne I est de 60 cm.

-& Calculer le courant au primaire qu*nC ie secondaire est à vide (courant magnétisant).b- Le.seconclaire est reiié,à une résistance R = 5 O. Calculer les courants au primaire et au secondaire du

' ".Transformateur- i

c- è;ilË;;;;i*unJ" apparente et son facteu, d" puirrun.e primaire.

Exercice 3 ,rr tr3 d'r'

Les essais d'un transfbrmateur monophasé 220Y I 24y ,50H2, 200 VA sont les suivants :

o Essai en continu au primaire ; Ul = 6 V ; 11 = 0,95 A.o Essai à vide : Ul=220Y, P1v=6W , Ilv=0,1 LA etU2v=24 Y .

" Essai en court - circuit : I2cc =I2N , Plcc=l lW , Ilcc=O,91A et Ulcc=20V.

1- Calculer ia résistance cle l'enroulement clu piimaire Rl.2- Proposer un montage permettant de réaliser I'essai à vide.3- En déduire de cette essai : le rapport de transformation m ; les pertes par effet Joule à vide ; les pertes dans

le fer Pfv et montrer clue Plv = Pfv.4- Proposer un montage permettant cle réaliser I'essai en court - circuit.5- En ddduire de cette cssai : Les pertes par effet Joule en court - circuit (peut -on négliger les pertes dans le

fer ?) ; la résistance RS et la réactance XS des enroulements ramenés au secondaire ; le modèle équivalentvu du secondaire.

6- Le transformateur, alimenté au primaire sous la tension nominale, débite un courant 12= 8,3 A daris unecharge inductive de fhcteur de puissance 0,8. Déterminer graphiquement Ia tension secondaire LJ2 encharge et en déduire la valeur cle la chute de tension secondaire en charge. Véritier ces résultats par lecalcul.

7- Calculer Ie rendement 1 de ce transformateur.

L/2

Exercice4 1fiftW I i

L'étude d'un transformateur monophasé a donné les résultats suivants :

Mesure en continu des résistances des enrgulements à la température de fonctionnement :

rl=0,2C1 et12= 0,007Q.Essai à vide : Ul = U1n=2300 V ; U2v=24Ay ; I1v=1,0 A et Plv=275 W.Essai en court-circuit : Ulcc=40 V ; I2cc=200.

l- Calculcr lc rapport clc translbrrnation rn.

2- Montrer que dans I'essai à vide les pertes Joule sont négligcablcs devant PlV.3- Déterrniner Ia valeur tlc la résistance ramenée au secondaire RS.4- Calculer la valeur de P lCC.5- Déterminer XS.6- Déterrniner par la méthode de votre choix, la tension aux bornes clu secondaire lorsqu'il clébite un courant

d'intensité 12 = 180 A dans une charge capacitive de facteur de puissance 0,9.7- Quel est alors Ie rendement ?

2/2

Départemenr : 6ENtE ELECTRTeUE

Licence Génie industriel

CONTROLE CONTINU N'2ELECTROTECHNIQUE ET I NTRODUCTION

AUX MACHINES ELECTRIQUES

D(ERCICE I (6 points)

Un circuit magnétique de forme torique a les caractéristiques suivantes:Longueur moyenne : l=3ocm; section=l cm2; Perméabilité retative : pr:2000.O! p!qçe- !y"f _ç-q _ql1ç_g|t- gn. en rou tement de I 00 s pi res.

on néglige dans tout I'exercice la résistance de I'enroulement et l,inductance de fuite.

L'enroulement étant arimenté par une tension sinusoïdate vr(t)valeur efficace r 00v. eueile est rinduction magnétique maximareCalculer l'inductance L de I'enroulementCalculer la puissance réactive consommée par le circuit.calculer la valeur efficace r du courant consommé par re circuit.Le circuit consomme une puissance active p=20W,

a. Cette puissance est dissipée sous quelle fsrme ?b. Donner un schéma équivalent du circuitc. calculer ra nouveile vareur t' du courant consomméd. Tracer le diagramme vectoriel de vr(t), i,(t), et le flux

1 - Faculté des Sciences et Techniques

I.

2.

3.

4.

5.

EXERCICE 2 (B points)

La plaque signarétique d'un transformateur porte res indicationsMonophasé; SOHz; tKVA; 3BO/4SV- Essai à vide: Ur:380V; Uzo:52V; pro=gW

- Essai en court-circuit: U1..:35V; p1..:§oWl 11..:1.§4

a. euelle tension faut_il apptiquer au primaire, b,--Calculer, le* rendement du transformateur

précédente.

3. Le transformateur est alimenté sous la tensionnominale résistive

Année 2009/201 O

Le I I Juin 2010Durée : 2 heures

de fréguence 400H2 et dedans le fer?

suivantes:

Dans tout l'exercice, on suppose que rhypothèse de Kapp est vérifiée.

l ' Donner le schéma du transformateur ramené au secondaire, et calcuter ses éléments.2' Le transformateur est chargé par un récepteur qui consomme un courant de I0A, le facteur depuissance au secondaire est de 0.g arrière.

a. Donner le diagramme vectoriel sur lequel sont représentés tes courantsprimaires et secondaires (lr, lz, Ur, Uz).

b. Quel est le facteur de puissance primaire?

pour avoir une tension secondaire de 36Wpour le fonctionnement de la question

primaire nominale et alimente la charge

et les tensions

c. Quelle capacité faut-il placer au primaire4. Le transformateur est alimenté sous une tension

charge résistive R=l 0O.a. Calculer le courant secondaire*' u.-Câcîiôi iâ"teàiion secondairec. Calculer le rendement

Plaque signalétiqueQbl ltag 20KVA; 5OHz ; couptage DyEssai à vide:

On a mesuré par la méthode des deux wattmètres:Pr=+700W1 Pz=-400Wi Ur=500V (tension composée)

Mesure de résistance: Ra=0,0420 entre deux bornes du

ExERClcE3(Bpoints) ,/';'P .- sJ !u2Âa*t''on) r>'-p"ti5ç(rQ\ ' -;-/4=--"4

pour avoir un facteur de puissance égal à l?primaire deZZOV,le secondaire atimente une

secondaire(en contin u)Essai en court-circuit: L--->

Ut..=25,2V; lz."= I 05A LsrPuissance active pour trois phases: p=1 t 00W

l ' Donner le schéma de raccordement des enroulements primaires et secondaires2. Quel est I'indice horaire ?

3' calculer les courants nominaux et le rapport de transformation m pour une colonne4. calculer le courant Iv courant à vide (modure et argument)5. Déduire de l'essai en court-circuit :

a. Le courant secondaireJ.. dlans un enroulement secondaireb. L'impédance ramenée au secondaire, pour une coronnec. La résistance grobare ramenée au secondaire (pour une coronne)

6. Calculer la résistance d,un enroulement secondaire7' Quelle serait la valeur de la résistance mesurée, en courant continu, entre deux'- primaireT -..,'t v( zg;8.

''âtlvâ! '5 LqLe secondaire alimente un moteur asynchrone triphasé de caractéristiques

bornes au

: JOKW,

cosq=O.8,

(urendement I:0.8 ; et qui consomme son courant nominal. -e,._Ç.qLçrf!91 l9_ çoureint consommé par le moteur

b. calculer les éréments du modère R-L série du moteurc. Calculer la tension secondaired. Calculer le rendement du transformateur

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CONTROLE CONTINU N'2ELECTROTECHNIQUE ET INTRODUCTION

AUX MACHINES ELECTRIQUES

RAPPEL : TOUTE TENTATIVE DE FRAUDE sERA SANCTIoNNEE sEVEREMENT

ExERcrcEr À{r

Faculté des Sciences et TechniquesDépartement : CENTE ELECTRTeUELicence Cénie industriel

Soit un transformateur triphasé à 3enroulements secondaires couptés en

I. Donner le schéma de couplage2. Définir I'indice horaire, et queile est son3. Soit le schéma équivatent d,une cotonne

éfé"pq1t;_.. .

Année 2üAl2O1tLe 21 juin 20t I

Durée : 2 heures

colonnes avec enrourements primaires couprés en étoire, ettriangle :

utilité ? Quel est I'indice horaire dans notre cas ?du transformateur, donner la signification de chaque

4' Rappeler l'hypothèse de Kapp, et donner le nouveau schéma équivalent d,une colonne dutransformateur (ramené au secondaire)5' Donner la méthode pratique de détermination des éléments du schéma équivatent d,untransformateur

EXERCICE 2

Le transformateur monophasé parfait a res caractéristiques suivantes :24kv /380V - 50Hz - r00kVA

Le champ d'induction maximat est Bmax= I ,l TLe nombre de spires au primaire : Nl = I000 spires

I. Calculer la section du circuit magnétique2. Calculer le nombre de spires au secondaire3. Le transformateur alimente une impédance Z=R+jX. Tracer le

tensions et des courants primaire et secondairediagramme vectoriel des

EXERCICE 3

Les pararnètres dlun. transformateur monophasé sont:Résistance du primaire Rl = Z.7O A Résistance duRéactance de fuite du primaire xr = 5 o Réactance deNombre de spires : Nl:1000 spires N2=100 spiresLe transformateur à vide, alimenté sous la tension 24oav consomme une puissance active p=200w

I. Donner le schéma équivalent du transformateur2. Le transformatêur alimenté coté primaire avec la tension Vl : I 200V, alimente une charge

résistive R= 1 2C).

2.1. Calculer la

déduire le2.2. Calculer le

secondaire R2 = 0.027 Ofuite du secondaire X2 : 0.05 e

puissance consommée par la charge et les pertes dans le transformateur. Enrendement du transformateu r.courant primaire et le facteur de puissance primaire