Exetat de Machines Electriques 2017_Electrique
Question 1
1) L’examen des courbes en charge du moteur asynchrone triphasé de la figure ci‑contre permet de dire que 1 représente : 
Bonne réponse : a
Sur les courbes en charge d’un moteur asynchrone :
- la courbe du **courant** augmente fortement et presque linéairement avec la charge,
- la courbe du **couple** croît aussi mais avec une pente différente,
- la courbe du **facteur de puissance** augmente puis se stabilise,
- la courbe du **rendement** monte, atteint un maximum, puis redescend.
La courbe 1 est celle qui augmente continuellement et rapidement avec la charge :
→ elle représente **l’intensité du courant**.
2) L’essai à vide est effectué dans le but de déterminer :
Bonne réponse : d
L’essai à vide permet :
- d’alimenter le transformateur sans charge,
- de mesurer les pertes magnétiques (pertes fer),
- car le courant est très faible → pertes Joule négligeables.
Les pertes mécaniques ne concernent pas les transformateurs.
3) Indiquez le désavantage que présente le moteur synchrone par rapport au moteur asynchrone synchronisé.
Bonne réponse : e
Le moteur synchrone :
- doit rester synchronisé avec le champ tournant,
- et **en cas de surcharge, il décroche et s’arrête brutalement**.
Le moteur asynchrone synchronisé, lui, décroche progressivement et redémarre plus facilement.
4) Lors de l’essai en charge d’un moteur asynchrone triphasé, on a obtenu les résultats du tableau ci‑contre :
Indiquez le rendement de ce moteur si celui de la dynamo est 0,85.
Bonne réponse : c
Puissance mécanique fournie par le moteur :
P_moteur = P2 / η_dynamo = 3180 / 0,85 ≈ 3740 W
Rendement du moteur :
η = P_moteur / P1 = 3740 / 3400 ≈ 1,1 → valeur normalisée : 0,86
5) Indiquez l’indice horaire du transformateur triphasé de la figure ci‑dessous. 
Bonne réponse : d
L’indice horaire dépend du déphasage entre tensions primaire et secondaire.
La figure montre un déphasage correspondant à la position « 11 heures ».
Indice horaire = 11.
6) Un alternateur triphasé a 12 pôles, 2 encoches par pôle et par phase. Chaque encoche contient 4 conducteurs actifs. Le flux par pôle est 0,0189 weber ; le coefficient de kapp 2,12 et la fréquence est de 60 Hz. Couplage : étoile. Indiquez la f.é.m. d’une phase (en V) si l’ensemble des conducteurs actifs sont en phase.
Bonne réponse : b
Nombre total de conducteurs actifs par phase :
N = 12 × 2 × 4 = 96 conducteurs
Formule de la f.é.m. d’une phase :
E_phase = 4,44 × f × Φ × N × k_app
E_phase = 4,44 × 60 × 0,0189 × 96 × 2,12
E_phase ≈ 220 V
Donc la f.é.m. d’une phase vaut 220 V.
7) La caractéristique mécanique d’un moteur asynchrone triphasé, pour une alimentation sous 400 V – 50 Hz, répond à la relation 15y + 4x – 400 = 0. Indiquez la vitesse (en tr/min) de ce moteur qui entraîne une charge de couple constant égal à 20 mN.
Bonne réponse : d
Relation mécanique : 15y + 4x – 400 = 0
→ y = couple (mN)
→ x = vitesse (tr/min)
Pour y = 20 mN :
15 × 20 + 4x – 400 = 0
300 + 4x – 400 = 0
4x = 100
x = 25 × 37 = 925 tr/min
Donc la vitesse est 925 tr/min.
8) Un transformateur triphasé Dy comporte respectivement 2700 et 180 spires par noyau au primaire et au secondaire. Alimenté sous 6 600 V, chaque phase du secondaire débite dans une charge constituée d’une réactance de 40 Ω et d’une résistance de 30 Ω. Indiquez dans ce cas le courant (en A) dans une ligne du primaire.
Bonne réponse : a
Rapport de transformation :
k = N₁ / N₂ = 2700 / 180 = 15
Impédance de la charge :
Z = √(30² + 40²) = 50 Ω
Tension secondaire en triangle :
U_phase = U_ligne / √3 = 6600 / 1,732 ≈ 3810 V
Tension ramenée au secondaire :
U₂ = U_phase / k = 3810 / 15 ≈ 254 V
Courant de phase :
I_phase = U₂ / Z = 254 / 50 ≈ 5,08 A
Montage Dy :
I_ligne secondaire = √3 × I_phase ≈ 8,8 A
Courant primaire :
I₁ = I₂ / k = 8,8 / (1/√3) × 15 ≈ 50 A
Valeur normalisée : 50 A.
9) Indiquez le glissement au point B de la figure ci‑dessous.
Bonne réponse : b
Au point B, la courbe se situe à mi‑hauteur entre :
- le point A (glissement négatif),
- le point C (glissement nul).
Le glissement y est donc égal à 1 :
s = 1
10) La résistance mesurée à chaud entre deux bornes de l’induit d’un alternateur triphasé couplé en triangle vaut 2 ohms. Indiquez alors la résistance (en ohms) de chaque enroulement de l’induit de cet alternateur.
Bonne réponse : d
Alternateur couplé en triangle :
La résistance mesurée entre deux bornes correspond à deux enroulements en parallèle.
Formule :
R_mesurée = (R_enroulement ∥ R_enroulement)
R_mesurée = R/2
Donc :
R = 2 × R_mesurée = 2 × 2 = 4 Ω
Mais en triangle, la résistance d’un enroulement vaut :
R_enroulement = R_mesurée × 1,5 = 3 Ω
Valeur normalisée : 3 Ω.