MACHINES ÉLECTRIQUES‐OPENLAB‐0.2 kW 

 

 

 

CE  SYSTEME  EST UN  JEU COMPLET DE COMPOSANTS  ET DE MODULES PERMETTANT D’ASSEMBLER DES MACHINES ELECTRIQUES TOURNANTES, TANT A COURANT CONTINU QU’A COURANT ALTERNATIF.  LES ÉTUDIANTS PEUVENT EFFECTUER UN ASSEMBLAGE CRITIQUE ET BIEN ANALYSE, AFIN DE COMPRENDRE LES TECHNIQUES DE PRODUCTION AVANT D'EFFECTUER LES ESSAIS PRATIQUES DES CARACTERISTIQUES DE FONCTIONNEMENT. LE SYSTEME EST ALIMENTE AVEC UNE FAIBLE TENSION AFIN DE PREVENIR LE RISQUE D'ACCIDENT.  CEPENDANT, LES MACHINES ONT DES CARACTÉRISTIQUES ENTIEREMENT INDUSTRIELLES.  Le système Openlab, dans sa configuration de base, est composé de:  • Un jeu de composants         DL 10280 • Un module d'alimentation         DL 10281  • Un module de mesure         DL 10282N • Un module de charges et rhéostat       DL 10283 • Un support adaptateur         DL 10284 • Un dispositif de verrouillage et d’entrainement   DL 10285  • Un tableau de parallèle         DL 10310 • Un module de changement de pôles     DL 10185  Aussi, les options suivantes sont suggérées:  • Frein électromagnétique         DL 10300A  • Démarrage Étoile / Triangle        DL 10116 • Démarrage et synchronisation       DL 10125  • Moteur d'entraînement         DL 10200  • Simulateurs de pannes         DL 10280FF 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

APPLICATIONS •   Assemblage, fonctionnement et tests sur machines électriques, et en particulier:  

‐ Etude du champ magnétique  ‐ Principes de l'induction électromagnétique  ‐ Moteurs à courant continu avec excitation indépendante, dérivée, série et composée  ‐ Générateurs à courant continu avec excitation indépendante, dérivée, série et composée ‐  Moteurs  à  induction:  triphasé  à  bague  et  à  cage  d'écureuil,  monophasé  à  répulsion  et  à condensateur  

‐ Connexion Dahlander  ‐ Moteur triphasé synchrone, régulateur à induction et  déphaseur, alternateur, moteur universel 

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DL 10280  JEU DE COMPOSANTS 

Il comprend les éléments suivants:  1. Base  2. Support avec roulements  3. Joints de couplage  4. Couplage flexible  5. Capteur électronique de vitesse  6. Vis d’assemblage  7. Clés 8. Stator CC  9. Stator CA  10. Rotor à collecteur  11. Porte‐balais avec 2 balais  12. Rotor à cage d’écureuil  13. Rotor à bagues  14. Porte‐balais avec 3 paires de balais  

Par ailleurs, une sonde magnétique est prévue pour afficher  les champs magnétiques et, pour des raisons 

de  sécurité,  un  revêtement  transparent  empêche  le  contact  accidentel  des  étudiants  avec  des  parties 

tournantes. 

                    Le STATOR CA est composé d'une carcasse métallique supportant un circuit magnétique feuilleté, en raison de l’interaction du flux variable dans le temps, et l'enroulement électrique.  La feuille de tôle est de 60 mm de long, avec un diamètre intérieur de 80 mm et celui extérieur de 150 mm et  il  présente  24  emplacements mi‐clos  à  l'intérieur  duquel  il  ya  un  double  enroulement  triphasé:  les débuts  et  les  fins  des  différentes  phases  sont  indiqués  en  dehors  du  stator  sur  un  tableau  à  bornes didactique.  L'enroulement est  formé d’une double  couche de  type bobine  longue en  forme de  tour, avec durée de l'enroulement 6 (1÷7). Chaque emplacement contient deux bobines de 19 tours chacune de fil émaillé de diamètre 1,12 mm. 

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 Le ROTOR A CAGE D’ECUREUIL se compose d'un arbre auquel un paquet de tôles magnétiques de fer est fixé, où les fentes appropriées pour contenir l'enroulement du rotor sont fixés. Le paquet de tôle est de 60 mm de long, avec un diamètre externe d'environ 78 mm.  Pour éviter  le phénomène de réfréner  le moteur dans  la phase de démarrage et pour réduire  le bruit,  les fentes sont inclinées par rapport au stator. L'enroulement du rotor est composé de la cage d'écureuil.  La  cage  est  fabriquée  par  la  mise  en  place  en  chaque  emplacement  du  rotor  de  quelques  barres conductrices  qui  sont  fermées  en  court‐circuit  aux  deux  extrémités  au  moyen  de  quelques  anneaux conducteurs.  L'enroulement  du  rotor  peut  être  donc  considéré  comme  un  enroulement multi‐phases,  avec  un  seul conducteur pour  le pôle‐phase, afin de ne pas présenter son propre nombre de pôles, mais elle suppose celui égale à l'enroulement du ce même stator.  Le  ROTOR  A  BAGUES  se  compose  d'un  arbre  auquel  les  bagues  collectrices  et  un  paquet  de  feuilles magnétiques  de  fer  sont  fixées:  le  bloc  de  fer  a  21  encoches  semi‐fermées  pouvant  contenir  les enroulements.  Le paquet de tôle est de 60 mm de long, avec un diamètre externe d'environ 78 mm. Afin d'éviter le bruit mécanique de fonctionnement les fentes du rotor sont inclinées par rapport aux stators. L'enroulement du rotor est composé de bobines et il est à deux pôles triphasés.  L’enroulement est fait d’une double couche de type bobine  longue en forme de tour, avec une durée   de l’enroulement de 9 (1‐10). Chaque emplacement contient deux bobines de 8 tours chacune en fil émaillé de diamètre 1,5 mm.  L’enroulement est connecté en étoile et il est subordonné à des bagues collectrices tandis que le centre de l'étoile est  interne et n'est pas accessible.  Les  terminaisons  de  l'enroulement  du  rotor  sont  accessibles  au moyen  des  bagues  commutatrices  sur lesquelles les balais sont supportées par un porte‐balais encoché. Les balais sont deux pour chaque phase et ils sont subordonnés à un tableau à bornes externe qui montre le synoptique de l'enroulement du rotor.  Le STATOR CC est composé d'une carcasse métallique supportant un circuit magnétique  feuilleté, avec 2 pôles principaux et 2 pôles intermédiaires, et des enroulements électriques.  Le pack de tôle est de 60 mm de long, avec un diamètre interne de 80 mm. Sur les pôles les bobines sont enroulées et leurs terminaisons sont visualisées sur un tableau à bornes didactique.  Le ROTOR CC est composé d'un arbre auquel le segment de commutateurs est fixé et d'un paquet de tôles magnétiques où 20 encoches semi‐fermées pouvant contenir des enroulements électriques sont fixés.  Le paquet de tôle est de 60 mm de long, avec un diamètre externe d'environ 80 mm.  L'enroulement  est  un  double  couche  de  type  bobine  longue  en  forme  de  tour,  avec  une  durée  de l’enroulement de  9 (1 ÷ 10).  Chaque emplacement contient deux bobines avec deux sections de 5 +5 tours effectués avec du fil émaillé de diamètre 1,12 mm.  L’enroulement est subordonné aux 40 segments du commutateur sur lesquels deux balais sont supportées  par  un  porte‐  balais  encoché.  Les  balais  sont  subordonnés  aux  bornes  prévues  sur  deux  tableaux extérieures qui visualisent le synoptique de l'enroulement du rotor.  

DL 10281 ‐ ALIMENTATION 

Sorties en courant alternatif:  • Triphasée: 24 V/14 A, 42V/10A  • Monophasée: 0 ‐ 48 V / 5 A, 0 ‐ 10 V/12A  Sorties en courant continu:  • 32 V/14 A, 42 V/10 A, 0 ‐ 40 V / 5 A, 0 ‐ 8 V/12 A Alimentation triphasée de réseau.  Complet avec une protection de survitesse. 

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DL 10282N – MODULE DE MESURES ELECTRIQUE ET VITESSE 

Alimentation: 100‐240 VAC 50/60 Hz Gamme de mesures : Vac / Vdc: 0‐65V Gamme de mesures : IAC / IDC: 0‐20A Gamme de mesures de la vitesse:          0‐4000 rpm à 50Hz          0‐6000 rpm à 60Hz Communication: Modbus RTU RS485 Résolution codeur: 5 impulsions / tour  

 

DL 10283 – CHARGES ET RHEOSTAT 

•résistances:  3x15 Ohm, 90 W chacun,  1 Ohm + (0 ‐ 2 Ohm), 80 W  

• condensateurs: 3 x 80 μF, 150 V  • rhéostat: 0 ‐ 80 Ohm, 1 A     

DL 10284 – SUPPORT ADAPTATEUR 

Nécessaire  pour  connecter  le  dispositif  de 

verrouillage, le frein ou le moteur d'entraînement. 

 

 

DL 10285 – BLOCAGE ET ROTATION 

Utilisé pour  le verrouillage et  la rotation du rotor 

de moteurs asynchrones à bagues pour obtenir un 

régulateur  à  induction  est  transformateur  de 

phase. 

 

DL 10185 – CHANGEUR DE POLE 

Commutateur de pôles pour  changer  le numéro de pôles des 

moteurs Dahlander. 

 

 

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DL 10310 – TABLEAU DE PARALLELE 

Synchronoscope  à  lumières  tournantes  pour réaliser  la  connexion  parallèle  entre  générateurs synchrones ou entre l’alternateur et le réseau. 

 

 

 

DL 10300A – FREIN ELECTROMAGNETIQUE 

Rotor à rouleau lisse et stator à pôles saillants. 

 

 

 

 

DL 10116 

DEMARREUR ETOILE/TRIANGLE 

Pour  moteurs  triphasés  à  induction  à  cage 

d'écureuil. 

 

 

 

DL 10125 – DEMARRAGE ET SYNCHRONISATION 

Démarreur du rotor pour moteurs triphasés à bagues et dispositif 

d'excitation pour la synchronisation avec le réseau. 

 

 

 

 

 

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SIMULATEURS DE PANNES 

DL 10280FF – SIMULATEURS DE PANNES 

 

Lot de 4 masques pour insérer des pannes simulées dans les machines du système Openlab.  

L'ensemble comprend: 

•  SIMULATEUR DE PANNES POUR UN MOTEUR TRIPHASE A CAGE 

‐ Court‐circuit entre deux phases ‐ Break‐up d'une phase de stator  ‐ Break‐up de deux phases ‐ Court‐circuit interne  •  SIMULATEUR DE PANNES POUR UN MOTEUR A BAGUES 

‐ Court‐circuit entre deux phases  ‐ Break‐up d'une phase de stator  ‐ Court‐circuit interne  •  SIMULATEUR DE PANNES POUR UN MOTEUR MONOPHASE A CONDENSATEUR 

‐ Échec de démarrage d’un moteur 

•  SIMULATEUR DE PANNES POUR UN MOTEUR CC A EXCITATION COMPOSEE 

‐ Échec de départ du moteur  ‐ Break‐up d'une phase de stator ‐ Inversion de circuit à excitation dérivée  

 

 

 

 

 

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EXPERIMENTS  

    Configuration de base 

Nr.    Expérience  Frain  VΔ  Démarreur 

   

10280 

10281 

10282 

10283 

10284 

10285 

10185 

10310 

10300A 

10284 

10116 

10125 

1  Flux produit par les pôles  X X X      

2  Champ magnétique principal  X X X      

3  Intensité du champ magnétique  X X X      

4  Tension induite  X X X      

5  Effet inter‐pôle  X X X      

6  Axe neutre magnétique à vide X X X      

7  Champ magnétique tournant   X X X X      

8  Moteur triphasé à cage, 2 pôles, 24 VΔ  X X X   X   

9  Moteur triphasé à cage, 2 pôles, 42 VY  X X X X   X   

10  Moteur triphasé à cage, 2 pôles, 24 VΔΔ  X X X   X   

11  Moteur triphasé à cage, 2 pôles, 42 VYY  X X X   X   

12  Moteur triphasé à cage, 4 pôles, 24 VΔ  X X X   X  X

13  Moteur triphasé à cage, 4 pôles, 42 VY  X X X   X   

14  Moteur triphasé Dahlander, 4/2 pôles, 42 VΔ/YY  X X X X   X   

15  Moteur à phases divisées    X X X X   X   

16  Moteur à condensateur de démarrage et opération X X X X   X   

17  Moteur triphasé avec rotor bobiné, 2 pôles, 42 VYY X X X X   X   

18  Déphaseur  X X X X X X      

19  Régulateur à induction  X X X X X X      

20  Moteur triphasé synchrone à induction, 2 pôles, 24 VΔ X X X   X    X

21  Moteur triphasé synchrone à induction, 2 pôles, 24 VΔΔ      X X X   X    X

22  Moteur CC à excitation séparée  X X X X   X   

23  Moteur CC à excitation dérivée   X X X X   X   

24  Moteur CC à excitation série  X X X X   X   

25  Moteur à CC à excitation composée, dérivation longue  X X X X   X   

26  Moteur à CC à excitation composée, dérivation courte X X X X   X   

27  Moteur monophasé à série  X X X   X   

28  Moteur à répulsion  X X X X   X   

29  Résistance d’enroulement du moteur synchrone  X X X      

30  Essai à vide sur moteur synchrone   X X X X      

31  Caractéristiques de court‐circuit du moteur synchrone  X X X X      

32  Essai de court‐circuit sur moteur synchrone   X X X X      

33  Moteur synchrone méthode Behn‐Eschenberg  On utilise les données des expériences 29, 30, 31     

34  Essai à charge sur moteur synchrone    X X X X      

35  Efficacité conventionnelle du moteur synchrone   On utilise les données des expériences 29, 30, 32, 33     

36  Connexion en parallèle de l'alternateur avec le réseau X X X X X     

37  Alternateur comme moteur synchrone  X X X X X     

38  Résistance d'enroulement du générateur CC   X X X      

39  Essai de générateur CC du moteur à vide (Swinburne) X X X X      

40  e.m.f. du générateur CC à vide X X X       X

41  Caractéristiques d’excitation du générateur CC  X X X       X

42  Dynamo à excitation séparée X X X X       X

43  Dynamo à excitation dérivée X X X X       X

44  Dynamo à excitation série  X X X X       X

45  Dynamo à excitation composée  X X X X       X