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Cours de Electricité - Couplage des récepteurs en triphasé

 

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cours d'Electricité 

Couplage des récepteurs en triphasé

Note par nos Maxinautes :  

Un appareil triphasé, générateur ou récepteur, est constitué de trois appareils élémentaires monophasés.
Il existe deux façons de monter ces circuits triphasés :

- le montage en étoile (Y) avec ou sans neutre ;
- le montage en triangle.

On utilise aussi les termes couplage étoile et couplage triangle.

1. Montage étoile avec neutre

Dans un couplage étoile, les récepteurs ou générateurs élémentaires sont montés entre le neutre N et une phase du triphasé comme le montre la figure suivante sur laquelle vous avez trois générateurs e1, e2 et e3 (source) montés en étoile et trois récepteurs R1, R2 et R3 (charge) également montés en étoile.

Système triphasé :

Couplage en étoile d'un récepteur triphasé :

Sur la figure ci-dessus, vous remarquerez que chaque récepteur est alimenté par une tension simple du triphasé puisque le point commun N' des récepteurs est relié au neutre N. Chacun de ces récepteurs fonctionne indépendamment des autres, comme s'il était en monophasé.

On peut calculer le courant qui le traverse :
Pour le récepteur R1, dont l'impédance est Z1, on à :
Nous avons vu que les trois tensions simples ont la même valeur efficace V, donc :
De même : et :

Les récepteurs R1, R2 et R3 peuvent être de natures différentes (résistifs, inductifs, capacitifs) et donc présenter une impédance et un déphasage entre courant et tension différente. Dans ce cas, le montage est dit déséquilibré.
On peut représenter les trois tensions V1, V2 et V3 et les trois courants I1, I2 et I3 déphasés de ,  et  par un diagramme de Fresnel (figure 6.9).

La loi des nœuds appliquée au point N' montre que le courant dans le neutre : iN = i1 + i2 + i3.
Le fil neutre du circuit porte donc la somme des courants de ligne.A première vue, si l'on a par exemple un courant de 1 A dans chaque fil de ligne, on pourrait croire que : IN = 3 A
Puisque : I1 = I2 = I3 = 1 A.
Il n'en est rien, puisqu'il s'agit d'une somme vectorielle. On peut obtenir IN en effectuant graphiquement la somme des vecteurs sur un diagramme de Fresnel, comme le montre la figure suivante (construction graphique en pointillés) :

Tensions et courants d'un montage étoile avec neutre :

Si le récepteur est équilibré, les valeurs efficaces des courants et des tensions sont les mêmes sur les trois phases, alors :  : le courant dans le fil neutre est nul.

2. Montage étoile avec neutre

Problème :

Couplage en étoile d'un récepteur triphasé :

1. Pour le circuit triphasé monté en étoile avec neutre de la figure 6.10, calculez :
a) Les trois intensités efficaces I1, I2 et I3.
b) Les trois déphasages ,  et .

2.
a) Tracez le diagramme de Fresnel des courants et tensions.
b) Déterminez graphiquement le courant dans le neutre IN.

Solution

1.

a) Calcul des trois intensités efficaces I1, I2 et I3.

1e étape. Calcul de l'intensité efficace I1 dans la résistance :
Formule :

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