Question 2 : démonstration

On utilise le schéma équivalent monophasé étoile simplifié où (figure 3):

  • on a remplacé la résistance par un court-circuit puisque g vaut 1;
  • on a négligé l'effet des impédances parallèle Rpm et j Xm = j w Lm.
    Cette approximation est moins bonne que dans le cas d'un transformateur de puissance, mais nous devons la faire parce nous ne disposons d'aucun renseignement, ni dans l'énoncé de cette question, ni dans les énoncés suivants, sur la valeur de Xm lorsque la machine n'est pas saturée (le champ est faible pendant cet essai).

figure 3

On en déduit que

Us cosj = R'e Is d'où

Us sinj = X'e Is d'où

Dans ces relations Us et Is sont les grandeurs relatives au circuit équivalent monophasé (dites grandeurs de phase étoile). On peut les remplacer par les grandeurs de ligne mesurées en utilisant la correspondance

Is = ILs

On obtient ainsi

Par ailleurs, on sait que la puissance totale absorbée par la machine vaut

Ps = 3 Us Is cosj

soit, en utilisant la correspondance ci-dessus

Or, Ps est la somme W1 + W2 des deux mesures effectuées par les wattmètres. On a donc :

Ps = 345 W

soit

On obtient

R'e = Z'e cosje = 0.62 W

et

X'e = Z'e sinje = 1.23 W

On déduit Rs de la valeur mesurée en courant continu entre deux bornes d'alimentation statorique.

La résistance Rs vaut Rmes/2 puisque pour la machine équivalente, qui connectée en étoile-étoile aurait le même comportement, la résistance mesurée entre deux bornes d'alimentation vaudrait 2 Rs . On a donc

rS<:sub> = 0.5 / 2 = 0.25 W

Remarque : La valeur de Rs ainsi obtenue est sousestimée car elle est mesurée en DC alors que, en fonctionnement normal de la machine, la fréquence statorique est celle du réseau, soit 50 Hz en Europe.

La résistance R'r vaut :

R'r = R'e - Rs = 0.62 - 0.25 = 0.37 W

Remarque : La résistance R'r calculée ci-dessous est surestimée car on a fait un calcul basé sur la valeur en AC de R'e = Rs + R'r, alors que, en fonctionnement normal de la machine, la fréquence rotorique est très faible, donc R'r est beaucoup plus proche de sa valeur en DC qu'en AC. Le fait que la résistance Rs ait été sousestim&aecute;e aggrave encore la situation.