Tensions simple et composée⚓
Définition : Tension simple
La tension simple correspond à la tension entre le fil de neutre et une des trois phases. On note cette grandeur \(v\). Il y a donc trois tensions simples en triphasé : \(\mathrm{v}_\text{1} \text{, } \mathrm{v}_\text{2} \text{ et } \mathrm{v}_\text{3}\).
Définition : Tension composée
La tension simple correspond à la tension entre deux fils de phases. On note cette grandeur \(u\). Il y a donc trois tensions composées en triphasé : \(\mathrm{u}_\text{12} \text{, } \mathrm{u}_\text{23} \text{ et } \mathrm{u}_\text{31}\).
Si l'installation est équilibrée, les trois tensions simples ont la même valeur efficace et sont déphasées de 120°. Il en est de même pour les tensions composées.
Dans ce cas, il y a une relation entre les tensions efficaces simples et composées : \(U=\sqrt{3} \, \times \,V\).
Hypothèse :
Dans ce cours, on supposera que les installations sont toujours équilibrées.
Attention :
Il faut bien faire attention aux notations, les lettres en bas-de-casse \(\mathrm{\mathbf{u}}\) et \(\mathrm{\mathbf{v}}\) correspondent aux grandeurs dépendant du temps alors que les lettre capitales \(U\) et \(V\) correspondent aux valeurs efficaces des tensions.
Types de montage⚓
Montage étoile
Dans un montage étoile, chaque dipôle \(R\) est alimenté par une tension simple.
L'intensité du courant \(i_\text{x}\) circulant dans la phase x correspond au courant traversant la charge.
Pour une distribution équilibrée, la somme des courants de phase est nulle. Il n'existe donc pas de courant de neutre.
Montage triangle
Dans un montage triangle, chaque dipôle est alimenté par une tension composée. L'intensité du courant dans un fil de ligne diffère de celle du courant dans un dipôle.
L'intensité du courant circulant dans la phase \(\text{x}\) est notée \(i_\text{x}\), celle du courant circulant dans une résistance est notée \(j_\text{xy}\).
Pour une distribution équilibrée, les intensités efficaces des courants dans les résistances sont égales : \(j_\text{12}=j_\text{23}=j_\text{31}\).
Comme conséquence, \(I=J\sqrt{3}\).
Attention :
En utilisant le montage triangle, le courant de ligne est plus élevé que dans un montage étoile. Il faudra penser à dimensionner ses fils en conséquence.
Couplage d'un moteur⚓
En triphasé, il existe deux branchements possibles pour un moteur, en étoile (Y) ou en triangle (Δ). Chaque moteur dispose d'une plaque indiquant les possibilités de branchement, la tension indiquée à côté du symbole correspond à la tension composée à utiliser (U).
Méthode : Quel couplage est possible ?
Il faut connaître la tension composée utilisée sur le réseau électrique.
La plaque d'un moteur indique les tensions composées possibles.
Le branchement optimal est celui pour lequel la tension composée du réseau est égale à la tension indiquée sur la plaque.
Complément :
Il est parfois possible (voir la notice du moteur) d'utiliser une tension composée du réseau inférieure mais dans ce cas le moteur ne fonctionnera pas dans sa plage optimale. En revanche il ne faut pas utiliser une tension de réseau plus élevée au risque d'endommager les enroulements du moteur.
Exemple :
Pour un réseau triphasé en 230V/400V, la tension composée est de 400V. Le moteur doit donc être coupler en étoile (Y). Sa vitesse de rotation sera alors de 2800 tours par minute (colonne min-1).
Pour un réseau triphasé en 133V/230V, la tension composée est de 230V. Le moteur doit donc être coupler en triangle (Δ). Sa vitesse de rotation sera toujours de 2800 tours par minute (colonne min-1).
Plaque d'un moteur triphasé
Complément :
Pour réaliser ce type de branchement, on utilise des plaquettes qui permettent de raccorder les bornes des dipôles dans une des deux configurations. Deux plaques horizontales sont utilisées pour le couplage étoile, et trois plaques verticales sont utilisées pour le couplage triangle. \(L_1\), \(L_2\) et \(L_3\) correspondent aux trois phases du réseau à raccorder.
Voici une vidéo expliquant le raccordement d'un moteur triphasé au réseau (plaquettes en montage étoile ici). Les dipôles du moteur sont connectés en interne entre les bornes \(U_1\) et \(U_2\) pour le premier enroulement, \(V_1\) et \(V_2\) pour le second et enfin \(W_1\) et \(W_2\) pour le troisième.