Puissance réactive dans un moteur à induction

[invite7bd925e0]

Bonjour, j'aurrais une petite question consernant les KVAR dans un moteur à induction. Est-ce que la puissance réactive dans un moteur à induction est toujours la même quelque sois la charge?

Voir le petit exemple plus bas.

HP - KW 800 600
Volt 4160
Amp 100

Puissance apparente: 1,73*E*I 719,68 KVA
Puissance réactive: racine carre(S2-P2) 397,42 KVAR
Facteur de puissance pleine charge: P/S 0,83

Les KVAR dans le moteur sont constant à 397 KVAR quelque soit la charge. Donc si nous avons:

Volt 4160
Amp 66

Puissance apparente: 1,73*E*I 474,99 KVA
Puissance réelle: Racine (S2-Q2) 260,14 KW
Facteur de puissance pleine charge: P/S 0,55

Merci de me montrer mes erreurs
-----

[erff]

Est-ce que la puissance réactive dans un moteur à induction est toujours la même quelque sois la charge?

Non pas du tout
À faible charge Q est très grand devant P alors qu'à forte charge c'est le contraire.
EDIT : Q est à peu près constant, mais pas cos(phi)


Il faut imaginer un schéma électrique équivalent :
- Pour magnétiser le moteur, on modélise par une inductance fixe qui dépend de l'entrefer essentiellement, des bobinages également.
- La charge est assimilable à une résistance variable en parallèle avec l'inductance : si la résistance est faible (grosse charge) alors l'impédance est essentiellement résistive (grosse partie réelle) et si la résistance est élevée (faible charge) alors l'impédance est essentiellement inductive (grosse partie imaginaire).

EDIT : Dans une certaine approximation, on peut considérer que Q est constant (par contre pas cos(phi) voir ma remarque)...il faut partir du principe que les résistances statorique et que les inductances de fuites sont négligeables.

[invite7bd925e0]

Non pas du tout
À faible charge Q est très grand devant P alors qu'à forte charge c'est le contraire.
EDIT : Q est à peu près constant, mais pas cos(phi)

Parfait c'est ça que je voulais dire. Le facteur de puissance varie, mais la puissance réactive Q est à peu près constant.

Donc si je n'ai rien pour mesurer la puissance réactive ou le facteur de puissance je peux approximer assez présisément la charge réelle en W débité par le moteur. La puissance apparente étant très facilement mesurable par des outils de tous les jours. Volt et ampère

Merci

[erff]

Je ne sais pas exactement dans quelle mesure cette approximation est valable, car elle dépend énormément de la constitution du moteur. Ce qu'on peut retenir c'est :
- Si on néglige les fuites et R_stator alors Q est rigoureusement constant, aux non-linéarités près de l'inductance magnétisantes.
- Si on néglige que les fuites alors Q a tendance à diminuer avec la charge car alors l'inductance est alimentée par la tension réseau "moins" la chute de tension dans Rs, donc le V²/Lw est + petit lorsque le courant augmente (donc que la charge augmente)
- Si on néglige que R_stator, c'est + complexe...je ne saurais pas te dire sans faire le calcul
- Dans le cas réel..il faut faire le calcul explicitement.

Dans tous les cas, je ne sais pas de combien de % tu te tromperas en supposant Q constant : ça sera d'autant plus fiable que R_stator est faible et que sigma est faible (coeff de fuite)

[A voir en vidéo sur Futura]

[YBaCuO]

Bonjour,

La puissance réactive n'est pas constante mais en première approximation le cos phi est constant jusqu'à 75% de la charge nominal.

Pour ton moteur de 600 kW, en considérant un rendement de 95%, la puissance électrique nominale est 632 kW.
632kW/720kVA donne un cos phi 0,877 en fonctionnement nominal.
Q = 346 kVAr

Le rendement et le cos phi varient en fonction de la charge.

En pratique on trouverait des caractéristiques de ce type:
Charge| Rend | Cos phi
100 % | 95 % | 0,88
75 % | 95 % | 0,87
50 % | 94 % | 0,81

A 66 A, en supposant un cos phi à 0.85.
Cela nous donne Q = 250 kVAr

Les inscriptions de la plaque signalétique nous seraient utiles pour confirmer le résultat.

[erff]

Bonjour,

@YBaCuO : je ne comprends pas comment tu as ce résultat. En fait, si on part du schéma
http://fr.wikipedia.org/wiki/Machine...eur_asynchrone
paragraphe : Schéma ramené au stator

J'ai bien l'impression que à alimentation en tension constante, la puissance réactive est quasiment Va²/(Ls*ws) donc indépendante de la charge en 1ere approximation, si on suppose que Nr faible (peu de fuites) et que Rs faible (bon enroulement du stator).
Est-ce parce-que en pratique ces éléments sont prépondérants (ça m'étonnerait un peu mais pourquoi pas ?) ou est-ce une erreur de raisonnement ?

Merci

[YBaCuO]

Sous charge réduite, le glissement est plus faible, moins de courant traverse l'inductance de fuite rotorique.
Les inductances de fuite rotorique et statorique ne sont pas négligeables.
Les flux de fuite d'encoches (rotor et stator) y participent.

Dire que l'inductance est négligeable revient à étudier le rapport X/R de la branche rotorique, avec R variant en fonction du glissement.
A glissement nul, X est négligeable. A démarrage (g=1), X est prépondérant. A X/R =1, on est au couple maximal.

Les valeurs que j'ai mentionnées sont en accords avec des datasheets de moteurs de tensions et de puissances comparables. Cela ne veut pas dire que le moteur en question ici possède les mêmes caractéristiques.

[invite7bd925e0]

Bonjour,

Je vous reviens en millieu de semaine pour la plaque signalitique. Connaissez-vous un bon moyen pour évaluer la charge d'un moteur?

Si on se fiait à la vitesse pour connaître le glissement du rotor, est-ce qu'on pourrait simplifier le moteur comme une résistance variable pour la puissance réelle et une bobine de X henry P-e 2 bobines, 1 pour le stator et une pour le rotor? La réactance inductive (Xl =2pifl)du moteur varierait selon le glissement du rotor.


Merci

[erff]

est-ce qu'on pourrait simplifier le moteur comme une résistance variable pour la puissance réelle et une bobine de X henry P-e 2 bobines, 1 pour le stator et une pour le rotor

C'est l'objectif de la transformation de Concordia, elle permet de voir une machine asynchrone comme un transformateur imparfait (Lµ bcp plus faible), avec une résistance au 2ndaire qui dépend du glissement (donc de la charge mécanique). On peut ensuite faire ce qu'on fait d'habitude avec les transfo, c'est à dire tout ramener au primaire, ou au secondaire.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Machine...3.A9quivalents

[YBaCuO]

Connaissez-vous un bon moyen pour évaluer la charge d'un moteur?

Je pense que pour une appréciation, on peut se contenter de la mesure du courant.

Si tu veux connaître plus précisément les puissances en jeu, le mieux serait de les mesurer directement.

[invite7bd925e0]

Je pense que pour une appréciation, on peut se contenter de la mesure du courant.

Si tu veux connaître plus précisément les puissances en jeu, le mieux serait de les mesurer directement.

On pourrait dire:

66 A réelle vs 100 A nominal donc 66 % de charge?

[YBaCuO]

Il n'y a même pas besoin de connaître précisément la charge.
On sait qu'elle se trouve entre 50% et 75%.

Si on connait le cos phi pour ces deux valeurs, on est capable d'avoir un encadrement du sinus phi.

Q= √3 U I sin phi
Et c'est bon.

[invite7bd925e0]

Merci et voici la plaque signalétique, s'il y a des éléments qui peuvent vous donnez plus de renseignement.

[YBaCuO]

La photo est illisible.

[invite7bd925e0]

Bonjour,

Prise 2 pour la photo!

[YBaCuO]

Bonjour,

La plaque ne précise finalement pas les caractéristiques comme le rendement ou le cos phi.

L'idéal serait de mettre la main sur la datasheet du moteur.

[invite7bd925e0]

Bonjour,
Je vais possiblement vérifier le déphasage entre la tension et le courant avec un oscilloscope. Possiblement, que j'aurrai un résulta corecte.

J'aurrais une autre question si j'amais tu peux me donner ton avis... Ce moteur est sur un ventillateur avec des volets. Les volets sont pratiquement toujours à 50 % pour une charge de 70% (voir la discussion antérieur 66A). J'ai un projet d'économei d'énergie, donc j'aimerais remplacer les volets par un variateur de vitesse. La meilleur façon d'évaluer le potentiel d'économie d'énergie pourait s'évaluer de quelle façon?

Comment évaluer la perte de charge dans les volets?
Efficacité du moteur à 70% de charge?
Courbe HP-Vitesse du ventillateur?

Si j'amais le coeur vous en dit!

[YBaCuO]

Pour la mesure, ne peut-elle pas être réalisée par un relais de protection ou un autre dispositif installé sur la cellule alimentant le moteur?

Pour le reste je ne suis pas calé.

[invite7bd925e0]

Bonjour,

Non, il y a seulement courant, température et les causes d'arrêts.

Merci