TPn°13

Bilan de puissance des machines à courant continu

 

Matériel :

-         Un groupe moteur + génératrice à courant continu.( créés par M.Dumas et M. Gasparini).

-         Rhéostat 10 W ; 5,7 A.

-         5 multimètres numériques (dont 1 fréquencemètre).

 

I.                   Montage  et  mesures.

-         La charge de la génératrice sera constituée d'un rhéostat 10W; 5,7A.

-         La vitesse de rotation du groupe sera mesurée avec un fréquencemètre.

 

I-1. Faire un schéma du montage faisant apparaître les appareils permettant de mesurer :

-         U1 et I1 pour le moteur.

-         U2 et I2 pour la génératrice.

 

I-2. Mettre le commutateur en position "correction intégrale" pour que la vitesse de rotation du groupe

reste constante à 2000tr/min quelle que soit la charge.

Faire varier I2 de 0 à 3A et relever les valeurs de U2, U1 et I1 correspondantes. (Attention : I1max = 5A)

 

II.                Exploitation des mesures

 

II-1. Tracer les caractéristiques (U,I) du moteur et de la génératrice sur un même graphe.

II-2. A partir des courbes, déterminer, pour chaque machine les éléments de son modèle équivalent de

Thévenin.

II-3. Compléter l’arbre des puissances suivant en vous aidant des questions II4 et II-5 pour les notations à employer:

 


         Pa1 = ……..                                        ……………                                            Pu2 =……………

 

 

 

 

 

 

 

II-4. Les pertes mécaniques du moteur et de la génératrice sont notées respectivement  pm1 et pm2. On admet que ces pertes se repartissent également sur les deux machines. En vous aidant de l’arbre des puissances montrer qu’on peut écrire : pm1 = pm2 = (Pa1 - Pu2 - Pj1 - Pj2) / 2

II-5. Pour I2 = 2,5 A :

II-5-1. La puissance Pa1 absorbée par le moteur.

II-5-2. Les pertes par effet joule du moteur Pj1.
II-5-3. La puissance fournie par la génératrice Pu2.

II-5-4. Les pertes par effet joules Pj2 de la génératrice.

II-5-5. Les pertes mécaniques du moteur et de la génératrice ( pm1 et pm2).

II-5-6.  Le rendement de chaque machine.

 

 

 

II-6.Tracé des courbes avec un tableur

Avec le tableur lotus123 , créer un tableau du type :

U1(V)

 

 

I1(A)

 

 

U2(V)

 

 

I2(A)

 

 

Pa1(W)

 

 

Pu2(W)

 

 

Pj1(W)

 

 

Pj2(W)

 

 

pm1,2(W)

 

 

Pu1Pa2(W)

 

 

n1(%)

 

 

n2(%)

 

 

 

Entrer les valeurs de  U1, I1, U2, I2 , puis les formules permettant de calculer les autres grandeurs. Calculer les

grandeurs manquantes.

II-6-1. Imprimer vôtre tableau complété après avoir vérifié que les valeurs du tableau pour I2 = 2,5 A correspondent à celles que vous avez calculées.

II-6-2. Faire un premier graphique représentant n1= f(I1) pour le moteur. Imprimer.

II-6-3. Faire un second graphique représentant n2 = f(I2) pour la génératrice. Imprimer.