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Département de génie électrique. Corrigé type de l'Epreuve finale de modélisation et simulation des machines électriques. Exercice 01.
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eannéeMACHINESÉLECTRIQUES
Cours et Problèmes
Claude CHEVASSUversion du 20 juillet 2012
Table des matières
Introduction - Généralités
vii0.1 Introduction
v ii0.2 Méthode de travail
v iii1 Transformateurs
11.1 Symboles
11.2 Principe - Équations
21.2.1 Constitution - Principe
21.3 Transformateur idéal
91.3.1 Transformateur parfait
91.3.2 Impédance ramenée
101.4 Transformateur réel à vide
121.4.1 Influence de la réluctance du circuit magnétique
131.4.2 Influence des pertes fer
141.5 Transformateur réel en charge
161.5.1 Schéma équivalent
161.5.2 Chute de tension
181.5.3 Essais et propriétés du transformateur
201.6 Transformateurs spéciaux
231.6.1 Autotransformateur
241.6.2 Transformateur de tension (TT)
271.6.3 Transformateur de courant (TI)
291.7 Transformateur triphasé
301.7.1 Grandeurs caractéristiques d"un transformateur triphasé
31i iiTABLE DES MATIÈRES
1.7.2 Rapport de transformation
331.7.3 Groupes de couplage
341.7.4 Conditions du couplage en parallèle
361.8 Mise sous tension des transformateurs
381.9 Exercices et problèmes sur le transformateur
431.9.1 Utilitédutransformateurpourletransportdel"énergieélec-
trique 431.9.2 Autotransformateur
431.9.3 Calculdunombredespiresnécessairepourréaliseruntrans-
formateur 441.9.4 Essai à vide
441.9.5 Fonctionnement d"un transformateur
451.9.6 Essai en court-circuit
451.9.7 Transformateur monophasé en charge
451.9.8 Fabricationd"untransformateur,prédéterminationdesélé-
ments du schéma équivalent de Kapp 461.9.9 Étudedufonctionnementd"untransformateur,court-circuit,
mise en parallèle 471.9.10 Étude d"un transformateur triphasé
491.9.11 Transformateurtriphasé:modificationducouplageduse-
condaire 491.9.12 Transformateur triphasé
491.9.13 corrigé de l"exercice
1.9 .1
,p age 4350
1.9.14 corrigé de l"exercice
1.9 .2
,p age 4351
1.9.15 corrigé de l"exercice
1.9 .3
,p age 4452
1.9.16 corrigé de l"exercice
1.9 .4
,p age 4453
1.9.17 corrigé de l"exercice
1.9 .5
,p age 4553
1.9.18 corrigé de l"exercice
1.9 .6
,p age 4554
1.9.19 corrigé de l"exercice
1.9 .7
,p age 4554
1.9.20 corrigé de l"exercice
1.9 .8
,p age 4656
1.9.21 corrigé de l"exercice
1.9 .9
,p age 4757
1.9.22 corrigé de l"exercice
1.9 .10
, page 4 9 591.9.23 corrigé de l"exercice
1.9 .11
, page 4 9 60TABLE DES MATIÈRESiii
2 Généralités sur les machines électriques tournantes
6 12.1 Technologie des machines électriques
612.1.1 Matériaux magnétiques
612.1.2 Matériaux conducteurs
622.1.3 Matériaux isolants - Classe d"isolation
632.2 Services de marche
652.2.1 Échauffement des machines électriques
662.2.2 Indice de protection IPxx et IKxx
672.2.3 Plaque signalétique
672.3 Lois générales de la conversion électromécanique
692.4 Production de forces électromotrices
712.4.1 Structure de la machine
712.4.2 Flux magnétique
712.4.3 Force électromotrice induite
732.5 Inductions tournantes
762.5.1 Inducteur tournant
762.5.2 Inducteur triphasé fixe
772.6 Machine bipolaire équivalente
822.7 Explication microscopique du fonctionnement
823 Machines à courant continu
8 93.1 Symboles
893.2 Constitution d"une machine à courant continu
903.2.1 L"inducteur
903.2.2 L"induit
913.2.3 Collecteurs et balais
933.3 Équation générale
973.3.1 Force électromotrice à vide
973.3.2 Étude en charge
10 33.4 Moteur à courant continu
10 73.4.1 Démarrage d"un moteur
10 73.4.2 Moteur à excitation séparée (ou dérivée)
10 8 ivTABLE DES MATIÈRES3.4.3 Moteur à excitation série
11 03.4.4 Moteur à excitation composée
11 33.4.5 Rendement d"un moteur - couple utile
11 53.4.6 Mise en oeuvre des moteurs
11 63.5 Génératrices à courant continu
12 33.5.1 Freinage rhéostatique
12 33.5.2 Génératrice tachymètrique
12 53.5.3 Annexe : génératrices auto-excitées
12 53.6 Exercices et problèmes sur la machine à courant continu
12 83.6.1 Machine à excitation indépendante entraînant un treuil
12 83.6.2 Machine à excitation dérivée
12 83.6.3 Treuil entraîné par machine à courant continu : montée et
descente 12 93.6.4 Variation de vitesse d"une machine à courant continu
13 03.6.5 Entraînementd"untreuilparunemachineàcourantcontinu:
montée et descente 13 13.6.6 corrigé de l"exercice
3.6 .1
,p age 12 8 13 23.6.7 corrigé de l"exercice
3.6 .2
,p age 12 8 13 23.6.8 corrigé de l"exercice
3.6 .3
,p age 12 9 13 33.6.9 corrigé de l"exercice
3.6 .4
,p age 13 0 13 53.6.10 corrigé de l"exercice
3.6 .5
,p age 13 1 13 74 Machines synchrones
13 94.1 Symboles
13 94.2 Construction - Principe
13 94.2.1 Force électromotrice
14 04.2.2 Fonctionnement en charge
14 74.3 Alternateur autonome
15 64.3.1 Machine synchrone couplée au réseau
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