10 Exercices Moteur asynchrone triphasé avec corrigés

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Exercice N°9 : couplage triangle des Condensateurs

On désire utiliser un moteur triphasé de 30 hp . 1760 tr/min . 440 V, 60 Hz comme génératrice asynchrone sur un réseau à 140 V. 60 Hz . Le courant nominal du moteur est de 41 A, et son facteur depuissance est de 84 % de plus, on veut ajouter un banc de condensateurs afim que la génératrice. vue du réseau, fonctionne à un facteur de puissance de 100 %. Le moteur est entraîné par une turbine hydraulique . Calculer :

  1. la Capacitance requise si les Condensateurs sont raccordés en triangle.
  2. la vitesse approximative de la génératrice lorsqu’elle est chargée à pleine capacité.

 

couplage des condensateurs

Corrigés :

  1. La puissance apparente de la machine  electrique lorsqu’elle fonctionne comme moteur est :
    S=E.Iv =440x41x1,73
    = 31,2 kVA
    La puissance active correspondante est :
    P = S x FP = 31,2 x 0,84
    = 26,2 kW
    La puissance réactive correspondante est :
    Q =v(S²-P²)
    =v(31,2² – 26,2²)
    = 17 kvar
    Lorsque la machine marche comme génératrice asynchrone, la batterie de condensateurs doit fournir au moins 17 / 3 = 5,7 kvar par phase . Puisque les condensateurs sont connectés en triangle, la tension aux bornes est de 440 V. La réactance capacitive est donc :
    Xc = E²/Q = 440²/5700 = 34 O
    La capacitance par phase est:
    C = 1/(2.p.f.Xc)
    = 1/(2 x p x 60 x 34)
    = 0,000 078 F = 78 µF
  2. Pour que la génératrice débite sa puissance nominale, la turbine doit tourner à une vitesse supérieure à la vitesse synchrone . Lorsque la machine  electrique fonctionne en moteur la vitesse de glissement est :
    Ng = Ns – N = 1800 – 1760 = 40 tr/min

    Pour obtenir la même puissance lorsque la machine fonctionne en génératrice, la vitesse de glissement doit être approximativement la même. D’où la vitesse d’entraînement.
     
    n = 1800 + 40 = 1840 tr/min 
     
     Un cas particulier de l’autogénération par condensateurs mérite notre attention . Lorsqu’un condensateur est branché aux bornes d’un moteur dans le but d’améliorer le facteur de puissance, la tension peut grimper bien au dessus de sa valeur nominale lors de l’ouverture du disjoncteur situé en amont du groupe condensateurs/ moteur . En effet, à cause de son inertie, le moteur continue à tourner après que la source ait été débranchée, ce qui correspond à un fonctionnement en génératrice asynchrone à vide . La surtension risque d’endommager les condensateurs ou d’autres composants du montage.
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