Fonction Alimenter – Système Triphasé
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Introduction
Le système triphasé est le système de production, transport et distribution d’énergie électrique le plus répandu dans le monde. Il présente plusieurs avantages par rapport au monophasé :
- Puissance constante transmise
- Moins de matière conductrice pour une même puissance
- Moteurs triphasés plus performants
1. Généralités sur le système triphasé
1.1 Définition
Un système triphasé est constitué de trois tensions sinusoïdales de même fréquence, de même amplitude mais déphasées entre elles de 120° (2π/3 rad).
1.2 Avantages
Économique
- Moins de cuivre pour même puissance
- Rendement amélioré
Technique
- Champ tournant pour moteurs
- Puissance constante
1.3 Représentation mathématique
v₂(t) = Vmax·sin(ωt – 2π/3)
v₃(t) = Vmax·sin(ωt – 4π/3)
2. Tensions et courants en triphasé
2.1 Tensions simples et composées
| Type | Définition | Relation |
|---|---|---|
| Tension simple (V) | Tension entre phase et neutre | V = U/√3 |
| Tension composée (U) | Tension entre deux phases | U = V×√3 |
2.2 Courants en ligne et en phase
Couplage étoile (Y)
Iligne = Iphase
Couplage triangle (Δ)
Iligne = Iphase×√3
3. Puissances en système triphasé
3.1 Expressions générales
| Puissance | Expression |
|---|---|
| Active (P) | P = √3·U·I·cosφ |
| Réactive (Q) | Q = √3·U·I·sinφ |
| Apparente (S) | S = √3·U·I |
3.2 Méthode des deux wattmètres
Pour mesurer la puissance active en triphasé sans neutre :
4. Couplages des récepteurs
4.1 Couplage étoile (Y)
- Point commun : neutre
- U = √3×V
- Iligne = Iphase
- Permet l’alimentation monophasée
4.2 Couplage triangle (Δ)
- Boucle fermée
- U = V
- Iligne = √3×Iphase
- Meilleur rendement pour moteurs
5. Applications industrielles
5.1 Moteurs asynchrones triphasés
Avantages :
- Champ tournant naturel
- Robustesse et fiabilité
- Faible coût de maintenance
Caractéristiques :
- Vitesse légèrement inférieure au synchronisme
- Couple élevé au démarrage
- Rendement > 90%
5.2 Distribution électrique
Exercice d’application
Un moteur triphasé (400V, 50Hz) absorbe un courant de 15A avec un facteur de puissance de 0,85.
1. Calculez ses puissances active, réactive et apparente.
2. Déterminez la capacité des condensateurs pour corriger le facteur de puissance à 0,95.
