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TP.31                        Installation d'un transformateur

Objectif terminal : Être capable de choisir, installer un transformateur TBTS sur
une installation électrique et d'en déterminer les protections.

L'étude et le câblage vont être réalisés à partir de l'exercice de travaux pratiques
précédent : Démarrage direct d'un MAT 1 sens de marche.

                                 TRAVAIL DEMANDE

     Lors du câblage précédent, le 24V~ était fourni directement par l'armoire
d'essais. Dans la réalité, la plupart des systèmes ne sont alimentés que par un
type de tension (ex : 400TRI). Il faut donc abaisser la tension disponible au circuit
de commande.

      1. Complète la fonction globale du transformateur :




      2. Quelle est généralement la tension d'alimentation des circuits de
         commande d'un Système Automatisé de Production ?




      3. Pourquoi le circuit de commande n'est pas directement alimenté en
         240V~ ou 400V~ ?




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      4. Dessine le symbole normalisé du transformateur en repérant :
       –    le primaire,
       –    le secondaire.




                                 CHOIX DU TRANSFORMATEUR

Le choix d'un transformateur s'effectue à partir de trois critères :

       –    la tension avec laquelle il doit être alimenté (ex : 240 V~)

       –    la tension qu'il doit délivrer (ex : 48 V~) déterminée en fonction des
            récepteurs --> Bobines de contacteurs, voyants, ...

       –    la puissance apparente (unité : le volt-ampère – VA) du
            transformateur. Celle-ci dépend de ce qu'il doit alimenter : la puissance
            nécessaire au circuit de commande --> Bobines de contacteurs,
            voyants, ...

1. Avec quelle tension veut-on alimenter le circuit de commande ?




2. Avec quelle tension veut-on alimenter le transformateur ?




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3. Détermination de la puissance apparente du transformateur :

     Afin de pouvoir déterminer la puissance apparente du transformateur, il faut
d'abord rechercher les caractéristiques des récepteurs du circuit de commande.
Dans le cas de l'exercice : 1 contacteur :

A partir de la documentation ci-dessous :

       –    indique la puissance d'appel du contacteur :




       –    indique la puissance de maintien du contacteur :




       –    calcule la puissance d'appel de l'installation :




       –    détermine à l'aide de la courbe la puissance apparente minimale
            du transformateur :




                        PROTECTIONS DU TRANSFORMATEUR


      Au transformateur, doivent toujours être associées des protections contre
les courts-circuits telles que des fusibles ou des disjoncteurs. L'étude portera sur
le choix des fusibles :

      1. Combien de fusibles doit-on associer au primaire du transformateur
         lorsque celui-ci est alimenté entre deux phases ?




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      2. Combien de fusibles doit-on associer au primaire du transformateur
         lorsque celui-ci est alimenté entre phase et neutre ?




      3. Combien de fusibles doit-on associer au primaire du transformateur
         lorsque celui-ci est alimenté entre phase et neutre ?




      4. Représente le transformateur et les différentes protections dans les
         deux cas différents pour le primaire :
              Primaire alimenté                          Primaire alimenté
                entre phases                           entre phase et neutre




      5. Choix des fusibles :
               –   le type (justifier) ;
               –   le calibre des différents fusibles.
               –   la dimension en fonction du porte-fusible(s)
     Formule permettant d'indiquer l'intensité absorbée au                 primaire   du
transformateur et disponible au secondaire (précise les unités) :




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       –    détermine les différents fusibles à associer au transformateur :

                                   Fusible(s) au primaire

            Intensité absorbée au primaire

Formule : _______________________________ Type : _______________________

Application numérique : ___________________

_______________________________________
                                                     Calibre : _____________________
_______________________________________

Résultat : ______________________________

                                                     Référence catalogue : _________




                                 Fusible(s) au secondaire

       Intensité disponible au secondaire

Formule : _______________________________ Type : _______________________

Application numérique : ___________________

_______________________________________
                                                     Calibre : _____________________
_______________________________________

Résultat : ______________________________

                                                     Référence catalogue : _________




                                         SCHÉMA


      1. Complète le schéma de câblage du démarrage direct réalisé lors du
         TP précédent, sur Schémaplic afin d'intégrer le transformateur les
         protections :
               –   numérote les conducteurs ;
               –   prévois un bornier de commande et un bornier de puissance ;

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               –   imprime le schéma et les borniers.




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                                        CÂBLAGE


      2. Réalise le câblage sur la platine prête du démarrage direct 1 sens
         de rotation :
               –   respecte les couleurs de conducteurs
               –   repère les conducteurs au fur et à mesure du câblage
      3. Essais :
               –   procède aux essais permettant de valider le fonctionnement du
                   circuit de commande
               –   installe la platine dans l'armoire de sécurité afin de procéder aux
                   essais de puissance.




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              Méthode de détermination d'un transformateur :

La puissance d'un transformateur dépend :
       –    de la puissance maximum nécessaire à un instant donné
       –    de la chute de tension
       –    du facteur de puissance
Bien que la diversité des équipements ne permette pas d'appliquer une règle stricte,
l'une des méthodes conseillée p ar la détermination de la puissance d'appel pourrait
être dans les conditions suivantes :
       deux appels ne peuvent se produire au même instant
       –
       cos φ 0,45
       –
     – au maximum 70% des appareils au maintien en même temps
1)Détermination de la puissance d'appel :

                            P appel = 0,8.(∑Pm + ∑Pv + Pa)
∑Pm : somme de toutes les puissances de maintien des contacteurs
∑Pv : somme de toutes les puissances des voyants
Pa : puissance d'appel du plus gros contacteur
2)Détermination de
                                 d'appel (VA)
                                    Puissance




  la puissance du
  transformateur :
Partir de la puissance
d'appel        calculée          5000
                                 4000
précédemment         et
utiliser la courbe ci-           3000
dessous
                                 2000
3)Contrôle :                     1500
Vérifier     que     la
                                 1000
puissance           du
transformateur est au
moins    égale   à   la
somme des puissances              500
de      maintien   des            400
contacteurs et voyants            300
étant sous tension en
même temps                        200

                                  150



                                                40   63    100      160   250   400   630   1000 1600
                                                                                             Puissance du
                                                                                      transformateur (VA)


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    Extrait du catalogue Schneider : Caractéristiques du contacteur :




                   Extrait du catalogue Schneider : Fusibles gG:




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                  Extrait du catalogue Schneider : Fusibles aM :




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Transformateur

  • 1. TP.31 Installation d'un transformateur Objectif terminal : Être capable de choisir, installer un transformateur TBTS sur une installation électrique et d'en déterminer les protections. L'étude et le câblage vont être réalisés à partir de l'exercice de travaux pratiques précédent : Démarrage direct d'un MAT 1 sens de marche. TRAVAIL DEMANDE Lors du câblage précédent, le 24V~ était fourni directement par l'armoire d'essais. Dans la réalité, la plupart des systèmes ne sont alimentés que par un type de tension (ex : 400TRI). Il faut donc abaisser la tension disponible au circuit de commande. 1. Complète la fonction globale du transformateur : 2. Quelle est généralement la tension d'alimentation des circuits de commande d'un Système Automatisé de Production ? 3. Pourquoi le circuit de commande n'est pas directement alimenté en 240V~ ou 400V~ ? LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 1/11 B
  • 2. TP.31 Installation d'un transformateur 4. Dessine le symbole normalisé du transformateur en repérant : – le primaire, – le secondaire. CHOIX DU TRANSFORMATEUR Le choix d'un transformateur s'effectue à partir de trois critères : – la tension avec laquelle il doit être alimenté (ex : 240 V~) – la tension qu'il doit délivrer (ex : 48 V~) déterminée en fonction des récepteurs --> Bobines de contacteurs, voyants, ... – la puissance apparente (unité : le volt-ampère – VA) du transformateur. Celle-ci dépend de ce qu'il doit alimenter : la puissance nécessaire au circuit de commande --> Bobines de contacteurs, voyants, ... 1. Avec quelle tension veut-on alimenter le circuit de commande ? 2. Avec quelle tension veut-on alimenter le transformateur ? LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 2/11 B
  • 3. TP.31 Installation d'un transformateur 3. Détermination de la puissance apparente du transformateur : Afin de pouvoir déterminer la puissance apparente du transformateur, il faut d'abord rechercher les caractéristiques des récepteurs du circuit de commande. Dans le cas de l'exercice : 1 contacteur : A partir de la documentation ci-dessous : – indique la puissance d'appel du contacteur : – indique la puissance de maintien du contacteur : – calcule la puissance d'appel de l'installation : – détermine à l'aide de la courbe la puissance apparente minimale du transformateur : PROTECTIONS DU TRANSFORMATEUR Au transformateur, doivent toujours être associées des protections contre les courts-circuits telles que des fusibles ou des disjoncteurs. L'étude portera sur le choix des fusibles : 1. Combien de fusibles doit-on associer au primaire du transformateur lorsque celui-ci est alimenté entre deux phases ? LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 3/11 B
  • 4. TP.31 Installation d'un transformateur LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 4/11 B
  • 5. TP.31 Installation d'un transformateur 2. Combien de fusibles doit-on associer au primaire du transformateur lorsque celui-ci est alimenté entre phase et neutre ? 3. Combien de fusibles doit-on associer au primaire du transformateur lorsque celui-ci est alimenté entre phase et neutre ? 4. Représente le transformateur et les différentes protections dans les deux cas différents pour le primaire : Primaire alimenté Primaire alimenté entre phases entre phase et neutre 5. Choix des fusibles : – le type (justifier) ; – le calibre des différents fusibles. – la dimension en fonction du porte-fusible(s) Formule permettant d'indiquer l'intensité absorbée au primaire du transformateur et disponible au secondaire (précise les unités) : LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 5/11 B
  • 6. TP.31 Installation d'un transformateur – détermine les différents fusibles à associer au transformateur : Fusible(s) au primaire Intensité absorbée au primaire Formule : _______________________________ Type : _______________________ Application numérique : ___________________ _______________________________________ Calibre : _____________________ _______________________________________ Résultat : ______________________________ Référence catalogue : _________ Fusible(s) au secondaire Intensité disponible au secondaire Formule : _______________________________ Type : _______________________ Application numérique : ___________________ _______________________________________ Calibre : _____________________ _______________________________________ Résultat : ______________________________ Référence catalogue : _________ SCHÉMA 1. Complète le schéma de câblage du démarrage direct réalisé lors du TP précédent, sur Schémaplic afin d'intégrer le transformateur les protections : – numérote les conducteurs ; – prévois un bornier de commande et un bornier de puissance ; LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 6/11 B
  • 7. TP.31 Installation d'un transformateur – imprime le schéma et les borniers. LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 7/11 B
  • 8. TP.31 Installation d'un transformateur CÂBLAGE 2. Réalise le câblage sur la platine prête du démarrage direct 1 sens de rotation : – respecte les couleurs de conducteurs – repère les conducteurs au fur et à mesure du câblage 3. Essais : – procède aux essais permettant de valider le fonctionnement du circuit de commande – installe la platine dans l'armoire de sécurité afin de procéder aux essais de puissance. LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 8/11 B
  • 9. TP.31 Installation d'un transformateur Méthode de détermination d'un transformateur : La puissance d'un transformateur dépend : – de la puissance maximum nécessaire à un instant donné – de la chute de tension – du facteur de puissance Bien que la diversité des équipements ne permette pas d'appliquer une règle stricte, l'une des méthodes conseillée p ar la détermination de la puissance d'appel pourrait être dans les conditions suivantes : deux appels ne peuvent se produire au même instant – cos φ 0,45 – – au maximum 70% des appareils au maintien en même temps 1)Détermination de la puissance d'appel : P appel = 0,8.(∑Pm + ∑Pv + Pa) ∑Pm : somme de toutes les puissances de maintien des contacteurs ∑Pv : somme de toutes les puissances des voyants Pa : puissance d'appel du plus gros contacteur 2)Détermination de d'appel (VA) Puissance la puissance du transformateur : Partir de la puissance d'appel calculée 5000 4000 précédemment et utiliser la courbe ci- 3000 dessous 2000 3)Contrôle : 1500 Vérifier que la 1000 puissance du transformateur est au moins égale à la somme des puissances 500 de maintien des 400 contacteurs et voyants 300 étant sous tension en même temps 200 150 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 Puissance du transformateur (VA) LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 9/11 B
  • 10. TP.31 Installation d'un transformateur Extrait du catalogue Schneider : Caractéristiques du contacteur : Extrait du catalogue Schneider : Fusibles gG: LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 10/11 B
  • 11. TP.31 Installation d'un transformateur Extrait du catalogue Schneider : Fusibles aM : LP A. Croizat - Tarnos BEP MEI Page : 11/11 B