Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Fonction CONVERTIR L’ENERGIE Ce que je dois retenir sur … Les caractéristiques mécaniques des principales.

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1 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Fonction CONVERTIR L’ENERGIE Ce que je dois retenir sur … Les caractéristiques mécaniques des principales charges Ministère Education nationale

2 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Chaque machine entraînée, possède sa propre caractéristique mécanique T = f (n) d’évolution du couple résistant en fonction de la vitesse. Néanmoins, il existe 4 caractéristiques T = f (n) qui correspondent à la majorité des machines entraînées. Machine dont le couple résistant est : Constant quelle que soit la vitesse proportionnel à la vitesse Constant quelle que soit la vitesse proportionnel à la vitesse TR = K TR = K. N - engins de levage, bandes transporteuses, laminoirs - pompes volumétriques, extrudeuses

3 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE proportionnel au carré de la vitesse inversement proportionnel à la vitesse proportionnel au carré de la vitesse inversement proportionnel à la vitesse TR = K. N² TR = K. 1/N - ventilateurs, agitateurs - bobineuses (enrouleuses)

4 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Fonction CONVERTIR L’ENERGIE Ce que je dois retenir sur … Les conditions de démarrage des moteurs asynchrones triphasés associés à une charge Ministère Education nationale

5 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Au démarrage, un moteur électrique doit vaincre le couple résistant de la charge mais aussi l’inertie de celle-ci ainsi que celle de son propre rotor. Inertie : résistance de la matière (masse) au mouvement qu’on lui impose. Au démarrage, le moteur obéit aux équations fondamentales de la dynamique suivantes : Avec : En régime établi, Tacc (couple accélérateur) devient nul puisqu’il n’y a plus de variation de . La formule devient alors : TM = Tacc + TR TM : moment du couple moteur TR : moment du couple résistant TAcc : moment du couple accélérateur d  : fréquence de rotation en rad/s dt : temps en seconde (s) J : inertie en kg.m², qui dépend de la masse de la charge entraînée par le moteur. TM = TR Couple moteur = couple résistant

6 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE TM TR TAcc

7 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Au démarrage, un moteur électrique doit vaincre le couple résistant de la charge mais aussi l’inertie de celle-ci ainsi que celle de son propre rotor. Inertie : résistance de la matière (masse) au mouvement qu’on lui impose. Au démarrage, le moteur obéit aux équations fondamentales de la dynamique suivantes : Avec : En régime établi, Tacc (couple accélérateur) devient nul puisqu’il n’y a plus de variation de . La formule devient alors : TM = Tacc + TR TM : moment du couple moteur TR : moment du couple résistant TAcc : moment du couple accélérateur d  : fréquence de rotation en rad/s dt : temps en seconde (s) J : inertie en kg.m², qui dépend de la masse de la charge entraînée par le moteur. TM = TR Couple moteur = couple résistant

8 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE TM TR TAcc Le couple moteur au démarrage Td est supérieur au couple résistant TR. Le moteur démarre L'accélération est d'autant plus importante que TM est très supérieur à TR. TM = TR Au point A, TM = TR Le couple moteur est égale au couple résistant (point de fonctionnement)

9 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE TM TR TAcc Au démarrage, le couple résistant TR est supérieur au couple moteur TM Le moteur ne peut pas démarrer démarrer

10 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Fonction CONVERTIR L’ENERGIE Ce que je dois retenir sur … Le fonctionnement 4 quadrants d'un mouvement vertical Ministère Education nationale

11 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Lorsque l’application le permet, la charge peut restituer de l’énergie mécanique. Cette énergie récupérée, correspond souvent (mais pas uniquement) à l’inertie des masses en mouvement. Lors de la phase de récupération d’énergie imposée par la charge, la machine asynchrone devient génératrice d’énergie électrique. Le déphasage devient alors > 90° d’où un facteur de puissance < 0 (négatif). Le graphique 4 quadrants permet de distinguer les phases de fonctionnement du point de vue mécanique de la machine (ceci est aussi valable pour le moteur à courant continu). Il correspond à l’évolution dans le temps et en correspondance, du couple et de la vitesse.

12 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Si le produit du couple par la vitesse est positif fonctionnement en Si le produit du couple par la vitesse est négatif MOTEUR GENERATEUR

13 Lycée François 1er Lycée François 1er T STI GE Cas du système de levage : allure du couple et de la vitesse du moteur asynchrone du système de levage pour un cycle de montée/descente O A B CD E O Vitesse Couple O D C E A B Régime établi En montée Régime établi En descente MONTEEDESCENTE Intervalle [O ;A] : le moteur démarre en montée et atteint sa vitesse en régime établi Intervalle [E ;O] : le moteur retient la charge durant la descente puis la décélération en descente Intervalle [A ;B] : arrêt en montée Intervalle [B ;C] : le moteur freine la charge en récupérant son énergie mécanique Intervalle [D ;E] : démarrage en descente. Le moteur entraîne la charge pour atteindre sa vitesse nominale en descente