Soutenance mémoire
Circuit magnétique
Le circuit comporte trois colonnes placées dans un même plan et fermées par deux culasses horizontales. Le serrage des culasses et l’assemblage des noyaux sont obtenus par des matériaux non magnétiques. Le transformateur « ISOCEM » comprend trois noyaux ronds verticaux placés au sommet d’un triangle équilatéral. Les deux culasses sont posées sur les colonnes, le serrage du circuit étant réalisé par des tirants isolés traversant noyaux et culasses.
Section des colonnes : Si pour les faibles puissances, les sections sont carrées, on réalise des sections circulaires pour les grosses puissances. En effet les bobinages sont à section circulaire pour des raisons de résistance aux efforts électrodynamiques entre spire en cas de court circuit et pour une réalisation plus facile. Pour avoir une meilleure utilisation du fer, on doit donc se rapprocher de la section circulaire : on y parvient en réalisant les gradins.
Assemblage colonne cuirasse La réalisation des joints magnétiques qui réduisent le plus possible l’entrefer dans un circuit magnétique permet d’obtenir la réluctance minimale du circuit, donc des pertes faibles.
Joints enchevêtrés Les extrémités des tôles des colonnes et de la culasse sont enchevêtrées les unes avec les autres
Joints à coupe oblique Dans le cas de tôles à cristaux orientés qui favorisent le passage du flux dans le sens du laminage, le joint doit être à 45°. Dans ces conditions, il faut un faible recouvrement obtenu en décalant le joint. Le serrage des tôles est effectué par des tiges filetées régulièrement reparties et isolées du circuit magnétique. Des canaux de refroidissement peuvent être aménagés pour les gros circuits magnétiques.
MAS MONOPHASE
Un MAS monophasé ne peut pas démarrer seul. D’après Leblanc, un enroulement alimenté par du courant monophasé donne naissance à deux champs tournants égaux mais de sens inverse. Comme on a deux champs tournants opposés, les courants induits dans les barres s’annulent et par conséquent, le couple résultant devient nul : Le moteur ne tourne pas. Donc, il faut des procédés de démarrage.
Démarrage par lancement à la main Le moteur tourne dans le sens du lancement
Démarrage d’un MAS à deux enroulements : Principal et Auxiliaire avec condensateur D’après Feraris, un bobinage polyphasé alimenté par du courant polyphasé donne naissance à un seul champ tournant. Au démarrage, le MAS monophasé est un MAS diphasé (2~) L’enroulement auxiliaire est alimenté par une tension déphasée de 90° électriques sur la tension de l’enroulement principal. Ce déphasage est obtenu à l’aide du condensateur.
SOINS DE PROPRETE
Les dynamos doivent être installées dans un local propre, aéré et bien éclairé. Les machines elles-mêmes doivent être maintenues dans un parfait état de propreté. Les poussières, en s’accumulant dans les parties peu accessibles, dans les vides des têtes de bobines, entre les ailettes des collecteurs, etc., peuvent provoquer des amorçages ou donner naissance à des courants superficiels préjudiciables à l’isolation. Il faut souffler régulièrement ces poussières à l’aide du soufflet à main ou, de préférence, au moyen d’un jet d’air comprimé. Les poussières trop adhérentes doivent être essuyées au chiffon propre. Les frettes et les raccordements des sections au collecteur doivent être vérifiés fréquemment. Il faut aussi vérifier le centrage de l’induit car un défaut de centrage entraînait l’inégalité de la f.é.m. des différentes vois d’enroulement et qu’il en résultait des surcharges à certaines ligne de balais (dans ce cas, même à vide, on peut constater des étincelles au collecteur).
COLLECTEUR
Rainurage du collecteur : les constructeurs s’efforçaient d’employer des lames en cuivre dur et des micas inter-lames tendres. Malgré cette précaution, le mica s’use moins vite que le cuivre et il arrive que le balais (ou charbon) porte mal sur les lames à cause des micas qui affleurent. On doit toujours maintenir les micas en retrait par rapport à la surface cylindrique du collecteur et, pour cela, on les gratte jusqu’à une profondeur suffisant. Ce retrait est, en général, égal à l’épaisseur du mica. Il ne faut pas exagérer, car les rainures trop profondes retiennent les poussières qui pourraient provoquer des courts-circuits entre lames. Le grattage, ou fraisage, doit se faire avec un outil à bout carré de largeur au moins égale à l’épaisseur du mica, après quoi les arêtes des lames sont légèrement chanfreinées. On enlèvera avec soins les poussières de mica et de cuivre résultant de l’opération et la surface du collecteur sera polie au papier de verre ou à la pierre ponce à grains fins.
Etincelles au collecteur : une machine doit fonctionner sans étincelles au collecteur (sans « crachement »des balais) même à pleine charge et en régime permanent. De plus, elle doit pouvoir supporter une surcharge modérée sans que les étincelles deviennent dangereuses au point de brûler la surface de contact des balais et même de brûler les lames. Cela demande une surveillance et un entretien constants, faute de quoi la puissance de la machine est limitée par la mauvaise tenue du collecteur et baisse de plus en plus au fur et à mesure que le collecteur se détériore avec, comme résultat final, la panne de la machine et la nécessité d’un arrêt plus ou moins prolongé pour rectifier le collecteur et, parfois pour le remplacer par un neuf. Suivant la cause de la production des étincelles, celles-ci diffèrent de forme et de couleur.les étincelles sphériques constituent un feu perlé qui peut être plus ou moins intense.les petites perles dont la couleur varie du rouge au blanc bleuâtre, se produisant au point de séparation du contact lame-balai, ne sont pas dangereuses. Lorsque les perles sont jaunes et atteignent environ 1mm de grosseur, la cause est une mauvaise commutation qu’il faut corriger.si les perles jaillissent sous forme de gerbe, le collecteur est attaqué, les pistes des balais deviennent d’un noir mat .lorsque les étincelles sont jaune verdâtre, cette couleur est due aux vapeurs de cuivre, les lames commencent à brûler et on entend un grésillement ; la surface du collecteur devient charbonneuse et le fonctionnement ne peut durer sans avarie grave. La mauvaise tenue du collecteur est encore amplifiée par les vibrations des balais dont les causes sont multiples : ovalisation du collecteur, micas dépassant, lames déplacées, collecteur rayé ou rugueux, jeu trop grand des charbons dans leur gaine… Dans tous les cas ci-dessus, il faudra vérifier si le collecteur est propre, si la position des balais est correcte, si les connexions des pôles auxiliaires de commutation sont bonnes, si la qualité des balais convient, s’ils sont correctement alignés, si la pression de chaque balai sur le collecteur convenable(les vibrations des balais peuvent provenir d’une pression insuffisante qu’il faut augmenter en évitant l’exagération).
Rectification du collecteur : Lorsque la surface du collecteur n’a pas été attaquée en profondeur, on peut se contenter de passer le collecteur à la pierre ponce artificielle tenue, autant que possible, au même point de l’espace pour éviter d’accentuer le faux rond et, au contraire, le corriger. Lorsque le collecteur a été piqué ou brûlé sur plusieurs dixièmes de millimètre, il faut le rectifier. Pour les petites machines, on montera l’induit sur un tour ; pour les grosses, il faut installer un chariot de tour solidement fixé au bâti.
Evaluation de l’état des enroulements
Pour évaluer l’état des enroulements, on mesure la résistance d’isolement [IR] entre phases et entre phases et neutre. La mesure de l’isolement des enroulements doit s’effectuer dans les cas suivants :
• Dans le cadre du plan d’entretien régulier.
• Après de longues périodes d’arrêt.
• Lorsque l’on suspecte une isolation faible, par exemple si les enroulements sont humides.
Il faut faire particulièrement attention en cas de mesures effectuées sur des enroulements très humides ou très sales. La mesure initiale de la résistance d’isolement [IR] doit être réalisée à l’aide d’un appareil de type mégohmmètre basse tension (500 V). Si l’appareil est à commande manuelle, la poignée doit d’abord être tournée lentement de manière à ne pas appliquer la tension d’essai maximale. Si de faibles valeurs sont suspectées ou immédiatement indiquées sur l’appareil, poursuivez uniquement le test sur la durée nécessaire à l’évaluation rapide de la situation. N’effectuez jamais de tests au mégohmmètre (ou tout autre test haute tension) à la tension maximale tant que les enroulements n’ont pas été complètement séchés et nettoyés, si nécessaire.
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Table des matières
Remerciement
Liste des abréviations
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LES MACHINES ELECTRIQUES
CHAPITRE I : LES TRANSFORMATEURS
I. Constitution des transformateurs et leurs éléments
I.1.Transformateur monophasé
I.2.Transformateur triphasé
II. Equation générale et schémas équivalents
I.1.Transformateur à vide
I.2.Transformateur en charge
III. Courbes
III.1. Formule
IV Plaques signalétiques et borne d’utilisation
V. Tableau des couplages des enroulements des transformateurs triphasés
CHAPITRE II : LES MACHINES A COURANTS CONTINU
I. Constitution et leurs éléments
II. Moteur et génératrice à courant continu
III. Equations générales et courbes caractéristiques
IV. Utilisation des machines à courant continu
V. Plaque signalétique
VI. Bobinage
CHAPITRE III : MOTEUR ASYNCHRONE (MAS)
I. Constitution et principe
I.1. Vue éclatée
I.2. Stator
I.3 Rotor
I.4 Principe
II. Environnement et désignation d’un MAS
II.1 Environnement
II.2 Désignation d’une Machine Asynchrone
III. MAS Monophasé
IV. Théorie
IV.1 Glissement
IV.2 Bilan de puissance
V. Bobinage du stator triphasé
V.1 Définitions
V.2 Type de bobinage
V.3 Mode d’enroulement
V.4 Formules utilisées pour le bobinage d’un MAS
VI. Point de fonctionnement et protection
VI.1 Point de fonctionnement
VII. Démarrage
VIII. Courbes caractéristiques en charge
CHAPITRE IV : LES MACHINES SYNCHRONES
I. Constitution et principe
II. Mode d’excitation
III. Théorie de l’alternateur
IV. Bobinage
V. Moteur synchrone
PARTIE II : ENTRETIENS
CHAPITRE I : ENTRETIENS DES TRANSFORMATEURS
I. Entretien d’un transformateur triphasé
II. Transformateur monophasé
CHAPITRE II : ENTRETIEN DES MACHINES A COURANT CONTINU
I. Vérification
II. Programme préventive….
III. Soins de propreté
IV. Collecteur
V. Balais et porte balais
VI. Mesure d’isolement
CHAPITRE III : ENTRETIEN DES MOTEURS ASYNCHRONES
I. Maintenance des bobinages du stator et du rotor
II. Maintenance des paliers
III. Maintenance des refroidisseurs
IV. Maintenance des moteurs des ventilateurs externes
CHAPITRE IV : ENTRETIENS DES MACHINES SYNCHRONES
I. Alternateur
I.1 Evaluation de l’état des enroulements
I.2 Entretien des roulements
I.3 Filtres à air
I.4 Vérification ou changement de pont des diodes
I.5 Montage des diodes
CHAPITRE V : ESSAIS DIELECTRIQUES, IMPREGNATION DES BOBINAGES ET EQUILIBRAGE DES ROTORS
I. Essais diélectriques
II. Imprégnation des bobinages
III. Equilibrage des rotors..
CHAPITRE VI : FICHE D’ENTRETIEN PREVENTIF DES MACHINES ELECTRIQUES
I. Transformateurs
II. Machine à courant continu
III. Moteur asynchrone
IV. Machine synchrone
PARTIE III : DEPANNAGES
CHAPITRE I : DEPANNAGE DES TRANSFORMATEURS
I. Causes principales des pannes du transformateur
II. Tableau des anomalies et remèdes
CHAPITRE II : DEPANNAGE DES MACHINES A COURANT CONTINU
I. Pannes d’ordre mécanique
II. Pannes d’ordre électrique
III. Tournage du collecteur
IV. Balais
CHAPITRE III : DEPANNAGE DES MOTEURS ASYNCHRONES
I. Pannes d’ordre mécanique
II. Pannes d’ordre électrique
III. Procédure de démontage et de remontage des roulements
CHAPITRE IV : DEPANNAGE DES MACHINES SYNCHRONES
I. Défaut de fonctionnement des alternateurs
I.1 Origine des défauts (interne, externe)
I.2 Élimination des défauts
II. Opérations à faire pour bobiner le stator d’un alternateur
I.1 Relèvement des caractéristiques sur la plaque signalétique
I.2 Démontage
I.3 Débobinage
I.4 Nettoyage du circuit magnétique
I.5 Isolement des encoches
I.6 Préparation du gabarit
I.7 Tournage d’une seule bobine
I.8 Mise en place de la bobine
I.9 Tournage de toutes les bobines
I.10 Mise en place des bobines
I.11 Isolement des têtes de bobines
I.12 Connexions des bobines
I.13 Frettage des têtes
I.14 Remontage
Conclusion générale
Lexique
Bibliographie
Annexe
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