ecolfour tp n° 1 - ac-rouen.freleec.spip.ac-rouen.fr/img/pdf/tp_mesures_industrielles... · 2010....

ECOLFOUR TP N° 1

VERIFICATION DES CARACTERISTIQUES DU SYSTEME EN VUE DE LA

JUSTIFICATION DU DIMENSIONNEMENT DES

RECEPTEURS (FOUR-MOTEURS TAPIS ET VENTILATEUR)

MESURES INDUSTRIELLES LP Risle-Seine

de Pont-Audemer

Terminale BEP Métiers de

L’ Electrotechnique

EP2 – 3ème Partie

TP

Nom :………………. Prénom :………………. Année 20….

MESURES INDUSTRIELLES

20..…/20….. Lycée Risle-Seine Pont-Audemer

TMEL C. Foliot Noms élèves :……………... ……………………………..

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SYSTEME ECOFOUR

VERIFICATIONS DES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DU SYSTEME En vue de la justification du dimensionnement des moteurs et du four.

I.) PRESENTATION DU SYSTEME. Le système « ECOLFOUR » permet l’acheminement de pièces et le conditionnement de celle-ci dans un film plastique lors de son passage dans l’enceinte thermique régulée. Le four tunnel permettant le thermoformage du film autour de la pièce à conditionner. Photos du système « Ecolfour » :

Partie opérative Armoire de commande Four avec ventilation

II.) PRINCIPE DU FONCTIONNEMENT. Un opérateur approvisionne le système en pièce. Il actionne la commande de découpe et soudage du film plastique autour de la pièce à conditionnée. Il met en chauffe le four puis effectue le transfert de pièce en vitesse rapide vers l’enceinte thermique. Dès que le four est à la bonne température, la pièce entre dans l’enceinte à vitesse réduite. Lorsque la pièces sort du four tunnel, le film est formé au contour de la pièce. Ensuite la pièce est évacuée en bout de tapis. III.) CONSIGNES POUR LES MESURES. Les différentes mesures de tension à effectuer devront être réalisées avec des appareils numériques. Les courants et puissances seront relevés à l’aide d’une pince multifonctions numérique. Veillez à suivre précisément les instructions du professeur afin d’éviter tout risque d’accident. Les mesures devront être effectuées en respectant les règles de sécurité liées à l’habilitation électrique. Le port des E.P.I. est obligatoire. L’outillage utilisé devra être normalisé. IV.) OBJECTIF DE L’ETUDE. On veut vérifier le comportement du système « ECOLFOUR » en fonctionnement. On désire contrôler les caractéristiques du moteur Tapis roulant, du moteur ventilateur et des résistances de chauffage du four de façon à vérifier le dimensionnement des 3 récepteurs (moteur ventilateur, moteur tapis et bloc chauffant).




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SYSTEME ECOFOUR


V.) GRAFCET DE FONCTIONNEMENT DU SYSTEME ECOLFOUR. Après appui préalable sur « Marche chauffe » afin de mettre en service la ventilation, le système fonctionne comme décrit ci-dessous :

1

0

2

3

4

5

6

7

8

9

Descendre la guillotine

Souder le film et allumer le voyant "soudure" et lancer la temporisation

Arrêter la soudure et éteindre le voyant "soudure"

Monter la guillotine

Mettre en marche le tapis en petite vitesse

Augmenter la vitesse de rotation du tapis

Arrêter le tapis et attendre que la température du four soit suffisante

Mettre en marche le tapis en petite vitesse

Augmenter la vitesse de rotation du tapis et arrêter le four tunnel

Arrêter le tapis10

Système Ecolfour en référence (repos) - Mettre une pièce et lefilm plastique manuellement devant la cellule photo-électrique

Pièce détectée et guillotine en haut

Guillotine en bas

Temporisation terminée

Film soudé autour de la pièce et autorisation de monter la guillotine

Guillotine en haut et autorisation de mise en marche du tapis

pièce en position intermédiaire (fibre optique)

Pièce en attente devant le four

et autorisation de descente

Température de chauffe atteinte

Pièce avec film thermoformé en sortie du four

Pièce en bout de tapis

Pièce enlevée manuellement




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SYSTEME ECOFOUR


VI.) RELEVES DES CARACTERISTIQUES.

Caractéristiques du réseau Réseau utilisé :

U =

V=

Caractéristiques du moteur asynchrone monophasé (ventilateur) Puissance nominale utile : Pu =

Facteur de puissance : Cos Φ =

Tension : U =

Courant : In =

Tension condensateur : U =

Capacité : C =

Fréquence : f =

Fréquence de rotation (RPN): n =

Type :

Numéro :

IP :

Ph :




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SYSTEME ECOFOUR


Caractéristiques du moteur asynchrone triphasé (tapis roulant) Puissance nominale utile : Pu1 = Pu2 = Tension (triangle) : U = Tension (étoile) : U =

Courants : In1 = In2 = Fréquences de rotation : n1 = n2 =

Couplage à utiliser (faire le schéma de la plaques à bornes) :

Caractéristiques du four tunnel Puissance nominale maxi : P =

Tension : U =

Nombres de résistance :




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SYSTEME ECOFOUR


VII.) CONTRÔLE DES ENROULEMENTS DU MOTEUR TAPIS (Hors tension). Contrôle simplifié des enroulements : Le moteur étant couplé et inaccessible, on vous demande de contrôler l’isolement de ses enroulements par rapport à la masse et de mesurer leurs résistances à partir de l’armoire. Proposez un schéma théorique simplifié en indiquant les repères des bornes sur lesquels les mesures seront effectuées et mettre en œuvre les appareils de mesures sur ce schéma.

Contrôle de l’isolement des enroulements du moteur « tapis » Grandeur mesurée : Appareil utilisé : ref :

Valeur attendue Valeur mesurée Correcte Incorrecte Mesure de Ri U1-masse = ∝ Ω Mesure de Ri V1-masse = ∝ Ω Mesure de Ri W1-masse = ∝ Ω Proposez un schéma théorique simplifié en indiquant les repères des bornes sur lesquels les mesures seront effectuées et mettre en œuvre les appareils de mesures sur ce schéma.

Mesure de la résistance des enroulements Grandeur mesurée : Appareil utilisé : Ref :

Valeur attendue Valeur mesurée Correcte Incorrecte Mesure de Re U1-V1 = Ω Mesure de Ri U1-W1 = Ω Mesure de Ri V1-W1 = Ω




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SYSTEME ECOFOUR


VIII.) MESURE DES DIFFERENTES TENSIONS D’UN RESEAU TRIPHASE. Retrouvez dans le dossier technique, l’emplacement où vous allez faire les mesures des tensions simples et composées. Dessinez ci-dessous avec soin, la partie de ce schéma concerné. Indiquez le numéro des bornes sur lesquelles vous allez effectuer vos mesures et placer les appareils de mesures.




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Relevez les tensions et consignez les dans le tableau ci-dessous :

Mesures des tensions COMPOSEES Tensions Valeurs

attendues Valeurs

mesurées U moyen = (U12+U21+U31)/3

U1-2 ≈ 400 V U2-3 ≈ 400 V U3-1 ≈ 400 V

≈ : environ

Mesures des tensions SIMPLES Tensions Valeurs

attendues Valeurs

mesurées V moyen = (V1+V2+V3)/3

V1 ≈ 230 V V2 ≈ 230 V V3 ≈ 230 V

Les relevés de tension sont-ils conformes ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..




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IX.) MESURE DE COURANT, DES PUISSANCES ACTIVE ET APPARENTE DU MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE « TAPIS ». DETERMINATION DE LA PUISSANCE REACTIVE ET DU FACTEUR DE PUISSANCE. Dessinez ci-dessous avec soin, la partie du schéma concerné. Indiquez le numéro des bornes sur lesquelles vous allez effectuer vos mesures et placer les appareils de mesures.




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Mesurez les courants dans chaque lignes du moteur et consignez les dans le tableau ci-dessous :

Mesures de courant (tapis) Courants Valeurs

attendues Valeurs

mesurées I moyen = (I1+I2+I3)/3

I1 ≈ 1,1 A I2 ≈ 1,1 A

Petite vitesse

I3 ≈ 1,1 A

I1 ≈ 1 A I2 ≈ 1 A

Grande vitesse

I3 ≈ 1 A

Les relevés de courant sont-ils conformes ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………….. Mesurez la puissance et consignez la dans le tableau ci-dessous : Pour cela vous utiliserez une pince Wattmétrique Chauvin Armoux de modèle …………….

Mesures de puissance active (tapis) Puissances Valeurs

attendues Valeurs

mesurées Ptri moyen = (Ptri1+Ptri2+Ptri3)/3

Ptri1 ≈ 300 W Ptri2 ≈ 300 W

Petite vitesse

Ptri3 ≈ 300 W

Ptri1 ≈ 200 W Ptri2 ≈ 200 W

Grande vitesse

Ptri3 ≈ 200 W

Les relevés de puissance active sont-ils conformes ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..




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SYSTEME ECOFOUR


Mesures de puissance apparente (tapis) Puissances Valeurs

attendues Valeurs

mesurées Stri moyen = (Stri1+Stri2+Stri3)/3

Stri1 ≈ 750 VA Stri2 ≈ 750 VA

Petite vitesse

Stri3 ≈ 750 VA

Stri1 ≈ 690 VA Stri2 ≈ 690 VA

Grande vitesse

Stri3 ≈ 690 VA

Les relevés de puissance apparente sont-ils conformes ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..

Détermination de la puissance réactive (tapis) Relation Application numérique Q (Var)

Petite vitesse

Q = √(Stri moyen²-Ptri moyen²)

Grande vitesse

Q = √(Stri moyen²-Ptri moyen²)

La puissance réactive est-elle conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..

Détermination du déphasage (tapis)

Relation Applicationnumérique

Cosφ

Déphasage (I,U) : φ

Petite vitesse

Cosφ = (Ptri moyen / (√3.U.I))

Grande vitesse

Cosφ = (Ptri moyen / (√3.U.I))

Le facteur de puissance est-il conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………..




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SYSTEME ECOFOUR


XII.) CALCULS ET INTERPRETATION DE LA PUISSANCE MECANIQUE DU MOTEUR « TAPIS ». En admettant que le rendement du moteur soit 75 %, calculez ci-dessous la puissance mécanique fournie par ce moteur. Relation : η = Pu/Pa donc Pu = Puissance mécanique relevée sur la

plaque du moteur Petite vitesse Application

numérique : Grande vitesse

Comparez le résultat obtenu et la valeur indiquée sur la plaque signalétique et conclure.

Le moteur (tapis) est-il : OUI NON

Correctement dimensionné

Sous-dimensionné

Surdimensionné




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XIII.) MESURE DU COURANT, DU DEPHASAGE ET DES PUISSANCES ACTIVE, REACTIVE ET APPARENTE DU MOTEUR ASYNCHRONE MONOPHASE « VENTILATEUR ». Dessinez ci-dessous avec soin, la partie du schéma concerné. Indiquez le numéro des bornes sur lesquelles vous allez effectuer vos mesures et placer les appareils de mesures.




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SYSTEME ECOFOUR


Mesurez le courant et les puissances, puis déterminer le déphasage dans la ligne du moteur et consignez les dans le tableau ci-dessous :

Mesure du courant (ventilateur) Courant Valeur attendue Valeur mesurée

I ≈ 2 A

Le relevé de courant est-il conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..

Détermination du déphasage (ventilateur)

Relation Applicationnumérique

Cosφ

Déphasage (I,U) : φ

Cosφ = (P / (U.I))

Le relevé du facteur de puissance est-il conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. Mesurez la puissance et consignez la dans le tableau ci-dessous : Pour cela vous utiliserez une pince Wattmétrique Chauvin Armoux de modèle …………….

Mesure de la puissance active (ventilateur) Puissance Valeur attendue Valeur mesurée

P ≈ 430 W

Le relevé de la puissance active est-elle conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..

Mesure de la puissance réactive (ventilateur) Puissance Valeur attendue Valeur mesurée

Q ≈ 290 Var

Le relevé de la puissance réactive est-elle conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..




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Mesure de la puissance apparente (ventilateur) Puissance Valeur attendue Valeur mesurée

S ≈ 520 VA

Le relevé de la puissance apparente est-elle conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………….. XIV.) CALCULS ET INTERPRETATION DE LA PUISSANCE MECANIQUE DU MOTEUR « VENTILATEUR ». En admettant que le rendement du moteur soit 75 %, calculez ci-dessous la puissance mécanique fournie par ce moteur. Relation : η = Pu/Pa donc Pu = Puissance mécanique relevée sur la

plaque du moteur Application numérique :

Comparez le résultat obtenu et la valeur indiquée sur la plaque signalétique et conclure.

Le moteur (ventilateur) est-il : OUI NON

Correctement dimensionné

Sous-dimensionné

Surdimensionné




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XV.) MESURE DU COURANT, DU DEPHASAGE ET DES PUISSANCES ACTIVE, REACTIVE ET APPARENTE DU BLOC CHAUFFANT (FOUR TUNNEL). Dessinez ci-dessous avec soin, la partie du schéma concerné. Indiquez le numéro des bornes sur lesquelles vous allez effectuer vos mesures et placer les appareils de mesures.




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SYSTEME ECOFOUR


Mesurez le courant et le déphasage dans la ligne du moteur et consignez les dans le tableau ci-dessous :

Mesure du courant (Four) Courant Valeur attendue Valeur mesurée

I ≈ 12 A

Le relevé de courant est-il conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..

Mesure du déphasage (Four)

Cos φ Valeur attendue

Valeur mesurée Déphasage (I,U)

Valeur attendue

Valeur mesurée

Cosφ1 φ1 Le relevé du facteur de puissance est-il conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. Mesurez la puissance et consignez la dans le tableau ci-dessous : Pour cela vous utiliserez une pince Wattmétrique Chauvin Armoux de modèle …………….

Mesure de la puissance active (Four) Puissance Valeur attendue Valeur mesurée

P ≈ 3000 W

Le relevé de la puissance active est-elle conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..

Mesure de la puissance réactive (Four) Puissance Valeur attendue Valeur mesurée

Q ≈ 0 Var

Le relevé de la puissance réactive est-elle conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..




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SYSTEME ECOFOUR


Mesure de la puissance apparente (Four) Puissance Valeur attendue Valeur mesurée

S ≈ 3000 VA

Le relevé de la puissance apparente est-elle conforme ? OUI NON Observations : …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………….. XVI.) INTERPRETATION DE LA PUISSANCE DU FOUR. Le chauffage est-il purement résistif ? OUI NON A l’aide des mesures précédentes, justifiez votre réponse : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… L’indication du dossier technique, qui précise que R51 = 1500 W et R52 = 1500 W, est-elle exacte ? A l’aide des mesures précédentes, justifiez votre réponse : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… XVII.) CONCLUSION. Le système est-il conforme au cahier des charges ? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Avez-vous rencontrez des difficultés pendant ce TP ? OUI NON Si oui, lesquelles ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………




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SYSTEME ECOFOUR


FICHE D' EVALUATION – ECOFOUR – Sujet TP 1

TACHES A REALISER ET COMPETENCES ASSOCIEES Indicateurs d’évaluation

Com

péte

nces

Evaluation

La plaque signalétique du moteur et le schéma de câblage sont correctement décodés C1.1 /2 Relever les

caractéristiques du réseau et des récepteurs

Les caractéristiques sont correctement exploitées C1.2 /1

La partie du système en service est identifiée C1.1 /1

Les informations du dossier technique sont correctement exploitées C1.2 /1

Déterminer en fonction des

différentes mesures à réaliser le placement

des appareils. Le choix des emplacements des appareils de

mesures est correct C3.3 /4

Les procédures et consignes de sécurité sont correctement respectées C1.3 /1

Les procédures de contrôles sont respectées. Les essais et mesures sont correctement réalisés C2.13 /5

Effectuer les mesures d’isolement et de résistance sur le

moteur asynchrone triphasé (Tapis)

La conformité des résultats de mesures par rapport aux spécifications du dossier technique est

correcte C2.10 /3

Les EPI sont vérifiés correctement avant utilisation C1.3 /0,5

Les EPI sont portés pour toute mesure en présence de la tension C1.3 /1 Effectuer les mesures

en toute sécurité Les mesures en présence de la tension sont

effectuées après autorisation C1.3 /0,5

Les procédures de contrôles sont respectées. Les essais et mesures sont correctement réalisés C2.13 /6 Effectuer les mesures

sous tension sur le réseau et les récepteurs

La conformité des résultats de mesures par rapport aux spécifications du dossier technique est

correcte C2.10 /4

Le compte rendu atteste du bon fonctionnement et de la conformité (les résultats sont justifiés) C4.4 /2

Le compte rendu fait état de la qualité des travaux et de la conformité du fonctionnement (calcul de puissance et justification du

dimensionnement des récepteurs)

C4.5 /3

Les renseignements sur les opérations et les réglages effectués sont corrects (choix du

couplage des enroulements du moteur tapis) C4.6 /3

T1.1 T1.2 T1.5 T3.3 T3.4 T4.1 T4.2

Effectuer un compte rendu

Le compte rendu sur les difficultés rencontrées est complet, précis et exploitable C4.7 /2

Compétences notées C1.

1

C1.

2

C1.

3

C3.

3

C2.

13

C2.

10

C4.

4

C4.

5

C4.

6

C4.

7

Résultats par colonne /3 /2 /3 /4 /11 /7 /2 /3 /3 /2

Total : /40 /20

Observations :

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

LYCEERISLE-SEINE

PONT-AUDEMER

Auteur :

Date :Heure :

19/03/200711:26

Ecolfour1

Section :Académie de RouenBEP MEL

ECOLFOUR - Sujet intervention 2Schéma de puissance

BEP des métiers de l'Electrotechnique

doc:

Fichier :Ecolfour1

C

BornierXP1

BornierXP2

Moteur Tapis0,3 KW 1,1 A0,2 KW 1 A

400 V

BornierXA

Moteur Ventilateur0,55 KW

230 VPartie

Opérative

Carte de soudure

Chauffe four

Coupe Soudure

T2230 V2x18 V75 VA

Vers commandesalternatives etsignalisations

(Pupitre et PO)

Vers Commandescontinues

(Capteurs et Relaiset XPS AFL)

Vers Q8 etrégulateur de température

Q8

PE

L1

L2

L3

N

Q11 Q2

T1230v-24v

0v 230v

0v 24v

KM1 2

3 4

5 6

7 8

Q71

1 3 5

2 4 6

Q72

1 3 5

2 4 6

Q6

1 3 5

2 4 6

KM71

1

2

3

4

5

6

KM72

1

2

3

4

5

6

M7

U1 V1 W1

U2 V2 W2

KM6

1

2

3

4

1 2 3 4 5 6 2 3

M6

U1 V1 W1

4

3

2

1

5

Q56A

67 5

R511500W

R521500W

B52 1

2XB-1

U5

Q41A

1 2

KA41

2

3

4

R71 R72 R73

R1

Droits d'utilisation :Foliot ChristopheLycee Risle-Seine

PONT-AUDEMER

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