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2éme année
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1 procédure de couplage
Le moteur est alimenté sous tension réduite par l'intermédiaire
d'un autotransformateur qui est mis hors circuit quand le démarrage est terminé.
Le démarrage s'effectue en trois temps :
- au premier temps, l'autotransformateur est d'abord couplé en
étoile, puis le moteur est couplé au réseau à travers une partie des enroulements
de l'autotransformateur. Le démarrage s'effectue sous une tension réduite qui
est fonction du rapport de transformation.
L'autotransformateur est généralement muni de prises permettant de
choisir le rapport de transformation, donc la valeur de la tension réduite la
mieux adaptée,
- avant de passer au couplage plein tension, l'entoilage est
ouvert. La fraction de bobinage raccordée au réseau constitue alors une inductance
en série avec le moteur. Cette opération est effectuée lorsque la vitesse
d'équilibre est atteinte à la fin du premier temps,
- le couplage plein tension intervient après le deuxième temps généralement
très court (de l’ordre d’une fraction de seconde).
La portion de bobinage de l'autotransformateur en série avec le
moteur est court-circuitée, puis l'autotransformateur est mis hors circuit.
Le courant et le couple de démarrage varient dans les mêmes
proportions.
Ils sont divisés par (U réseau/U réduite).
Les valeurs obtenues sont les suivantes :
Id = 1.7 à 4 In
Cd = 0.5 à 0.85 Cn
Le démarrage s'effectue sans qu'il y ait interruption du courant
dans le moteur.
De ce fait, les phénomènes transitoires liés à une telle
interruption n'existent pas.
En revanche, si certaines précautions ne sont pas prises des phénomènes
transitoires de même nature peuvent apparaître lors du couplage sous pleine
tension. En effet, la valeur de l'inductance en série avec le moteur, après
ouverture de l'entoilage, est grande par rapport à celle du moteur. Il s'ensuit
une chute de tension importante qui entraîne une pointe de courant transitoire
élevée au moment du couplage sous pleine tension. Pour éviter cet inconvénient,
le circuit magnétique de l'autotransformateur comporte un entrefer dont la
présence conduit à une diminution de la valeur de l'inductance. Cette valeur
est calculée de telle façon qu'au moment de l'ouverture de l'entoilage au
deuxième temps, il n'y ait pas de variation de tension aux bornes du moteur.
La présence de l'entrefer a pour conséquence une augmentation du courant
magnétisant de l'autotransformateur. Ce courant magnétisant augmente l'appel de
courant dans le réseau lors de la mise sous tension de l'autotransformateur.
Ce mode de démarrage est généralement utilisé en BT pour des
moteurs de puissance supérieure à 150 kW. Mais il conduit à des équipements relativement
coûteux en raison du prix élevé de l'autotransformateur.
II-2-2-2
Avantages et inconvénients
a) Avantages
- Possibilité de choisir le
couple de décollage.
- Réduction de l’appel du
courant.
- Démarrage en 3 temps sans coupure.
b) Inconvénient
-Prix d’achat élevé de l’équipement.
II-2-3 Démarrage par des résistances
statoriques.
Le principe consiste à démarrer le moteur sous tension réduite en insérant des
résistances en série avec les enroulements.
Lorsque la vitesse se stabilise, les résistances sont éliminées et
le moteur est couplé directement sur le réseau. Cette opération est
généralement commandée par un temporisateur.
II-2-3-1 Couplage et procédure de commutation
Dans ce mode de démarrage, le couplage des enroulements du moteur n'est
pas modifié. Il n'est donc pas nécessaire que les deux extrémités de chaque
enroulement soient sorties sur la plaque à bornes.
La valeur de la résistance est calculée en fonction de la pointe
de courant au démarrage à ne pas dépasser, ou de la valeur minimale du couple
de démarrage nécessaire compte tenu du couple résistant de la machine entraînée.
En général, les valeurs de courant et de couple de démarrage sont :
- Id = 4.5 In
- Cd = 0.75 Cn
Pendant la phase d'accélération avec les résistances, la tension appliquée
aux bornes du moteur n'est pas constante. Cette tension est égale à la tension
du réseau diminuée de la chute de tension dans la résistance de démarrage.
La chute de tension est proportionnelle au courant absorbé par le
moteur.
Comme le courant diminue au fur et à mesure de l'accélération du moteur,
il en est de même pour la chute de tension dans la résistance. La tension
appliquée aux bornes du moteur est donc minimale au moment du démarrage, et
elle augmente progressivement.
Le couple étant proportionnel au carré de la tension aux bornes du
moteur, il augmente plus rapidement que dans le démarrage étoile-triangle où la
tension reste fixe pendant tout le temps du couplage étoile.
Ce mode de démarrage convient donc bien aux machines ayant un couple
résistant croissant avec la vitesse, comme par exemple les ventilateurs ou les
pompes centrifuges.
Il présente l'inconvénient d'une pointe de courant relativement
importante au démarrage. Cette pointe pourrait être réduite en augmentant la
valeur de la résistance, mais cela entraînerait une chute de tension supplémentaire
aux bornes du moteur, et par conséquent une diminution importante du couple de
démarrage.
En revanche, l'élimination de la résistance en fin de démarrage se
fait sans qu'il y ait interruption de l'alimentation du moteur, donc sans phénomène
transitoire.
II-2-3-2 Avantages et
inconvénients
a)
Avantages
- La tension d’alimentation est très fortement réduite
au moment de démarrage, car l’appel du courant reste important.
- Couple
moteur croissant pendant le démarrage et démarrage plus progressif.
b) Inconvénients
- Appel du courant plus important qu’en
étoile-triangle 4 à 5 fois In.
- Le couple de démarrage est diminué par rapport au
démarrage direct 0,75 Cn.