Examen oral MEO Classe 4 Électrique – Q&R complet et guide pratique

Questions et réponses orales MEO Classe 4 Électrique

Électrotechnique marine – Écrit

Récupération d'un moteur immergé

Quelle action entreprendre si votre moteur est submergé dans l'eau de mer et que vous voulez le remettre en service ?

Entretien d'un moteur affecté/lavé par l'eau de mer

Dispositif de sécurité du guindeau (Windlass)

Embrayage à glissement (Slipping clutch). (Monté entre moteur hydraulique et réducteur)

Déclencheur de surcharge (Overload trip).

Megger (Mégohmmètre)

Définition : Un mégohmmètre pour mesurer la résistance d'isolement en millions d'ohms (pôle à pôle, pôle à terre). Une bonne isolation a une résistance élevée ; une isolation défectueuse, une résistance relativement faible. Les valeurs réelles peuvent être plus hautes ou plus basses selon la température ou l'humidité de l'isolant (la résistance diminue avec la température ou l'humidité).

But du test Megger : Vérifier la résistance d'isolement et détecter tout défaut d'isolement.

Procédure correcte pour vérifier au Megger : Couper le disjoncteur principal du tableau et retirer le fusible, poser une étiquette « HOMMES AU TRAVAIL », déconnecter les connexions du stator, tester au mégohmmètre. Mesurer en condition chaude pour une lecture précise.

Le testeur d'isolement Megger est essentiellement un ohmmètre à haute gamme avec générateur CC intégré. Construction spéciale avec bobines de courant et tension, permettant de lire directement les ohms vrais, indépendamment de la tension appliquée. Méthode non destructive : ne détériore pas l'isolant.

Comment vérifier que l'alimentation à quai est correcte ?

Indicateur de séquence de phases (dans la boîte de raccordement à quai, rotation dans le sens horaire). Faire fonctionner le ventilateur de la salle des machines et vérifier le sens du flux d'air.

Perte d'excitation

Tapoter au marteau le noyau de la bobine de champ du moteur d'excitation. Énergiser avec une batterie.

Déclencheur préférentiel (Preferential trip)

Si une condition de surcharge du générateur se développe, son déclencheur préférentiel de surcharge actionne le relais de temporisation. Ce relais déconnecte les services non essentiels dans un ordre et à intervalles de temps définis.

• Non essentiel (sans affecter l'opération du navire) : 5 sec
• Essentiel (pour faire fonctionner le navire correctement) : 5 sec
• Priorité absolue (propulsion, navigation) : 15 sec

Électricité statique

Électricité produite sur matériaux dissemblables par contact physique et séparation. Matériau sortant négatif, matériau restant positif.

Combustion spontanée

Inflammation d'un matériau par une réaction chimique exothermique productrice de chaleur à l'intérieur du matériau lui-même, sans source d'inflammation externe. (Chiffons huilés mouillés, sciure mouillée)

Réaction d'induit (Armature reaction)

Lorsqu'un générateur ou moteur CC fonctionne en charge, l'étincelage entre balais et collecteur résulte de la réaction d'induit. Elle se produit quand le courant d'induit circule dans l'induit.

Effets du courant d'induit magnétisant le noyau :

• Effet de magnétisation transversale ou distorsionnant (Cross magnetising)
• Effet dé magnétisant ou affaiblissant (Demagnetising)

Pour compenser, les machines électriques modernes sont équipées de : interpôles, rocker de balais carbone, enroulement de neutralisation.

Démarreurs de moteurs CA (A.C motor starters)

Appareil pour contrôler le démarrage d'un moteur électrique :

• Démarreur direct (Direct on line) — sans élément limitateur de courant
• Démarreurs à résistance/rhéostat — avec dispositif limitateur de courant
• Démarreur étoile-triangle (Star delta)
• Démarreur à autotransformateur — démarrage tension réduite 55 %, 60 %, 70 %, tension pleine en marche
• Démarreur à résistance de rotor — pour démarrage moteur asynchrone à bagues

Pot à huile (Dash pot)

Dispositif mécanique produisant un retard temporel. Utilisé pour appareillages de commutation, lampes à arc, démarreurs moteurs, freins électromagnétiques. Le retard est réglé par la viscosité de l'huile utilisée.

Lampes de détection de terre (Earth detecting lamps)

Le détecteur de défaut à la terre comprend trois lampes à incandescence montées en étoile. Alimentées par les secondaires de trois transformateurs monophasés abaisseurs. Les primaires sont en étoile, leur point d'étoile connecté à la masse du navire. Les primaires sont alimentés par les phases rouge, jaune, bleu de l'alimentation du navire.

Signal visuel et buzzer en cas de défaut à la terre à bord.

• Aucun défaut : les trois lampes brillent avec la même intensité.
• Défaut sur une phase : la lampe de cette phase s'éteint, les deux autres brillent plus fort.
• Recherche du défaut : couper les disjoncteurs de dérivation un par un. Quand le circuit fautif est coupé, la lampe de terre revient à son éclat normal.

Alimentation de secours d'urgence (Emergency power supply)

Éclairage de secours, feux de navigation, équipements de communication internationaux, projecteur de signalisation diurne, sifflet du navire, détection/alarme incendie, alarme incendie manuelle, autres signaux d'urgence internes, pompe incendie d'urgence, gouvernail, aides à la navigation et autres équipements.

Monophasage (Single phasing)

Condition dans un circuit triphasé quand une phase devient circuit ouvert. Souvent dû à fusible grillé, contact défectueux, fil coupé. Empêche le démarrage du moteur mais un moteur en marche peut continuer avec défaut.

• Courant excessif dans les câbles d'alimentation restants.
• Répartition inégale du courant dans les enroulements du moteur.
• Détectable par dispositif de surcharge sur la ligne d'alimentation ou par surchauffe.
• Surchauffe dans un moteur bloqué ou en marche → brûlure de la bobine surchargée.
• Moteur faiblement chargé : peut passer inaperçu par les déclencheurs électromagnétiques ne surveillant que le courant. Meilleure protection par thermistances dans les enroulements mesurant les effets thermiques.

Système neutre isolé (Insulated neutral system)

Avantages :

• Évite le risque de perte de services essentiels (ex: gouvernail).
• Si neutre mis à la terre et court-circuit sur une phase → fusible saute → système en monophasage → peut brûler les moteurs.
• En neutre isolé, un défaut à la terre n'interrompt pas l'alimentation mais un système de détection de fuite donne l'alerte.
• Faibles courants de défaut à la terre → risque d'incendie bien moindre.

Inconvénients :

• Tension vers la terre = 1,73 Vph (ex: 440 V vs 250 V).
• Localisation du défaut plus difficile : bien que le déclenchement sélectif identifie le circuit mis à la terre, la position exacte sur le circuit peut rester difficile. Défauts résonnants/intermittents (ex: solénoïde de contacteur, transformateur) peuvent amplifier la tension vers la terre jusqu'à 4× la normale (250 V × 4 = 1000 V).
• Note : le choc électrique n'est pas réduit par un neutre non mis à la terre car de hautes tensions sont en jeu. Les deux systèmes sont également dangereux.

Système neutre mis à la terre (Earthed neutral system)

Lorsqu'un système de génération à neutre mis à la terre est utilisé, la mise à la terre se fait par une résistance. Celle-ci doit limiter le courant de défaut à la terre à une valeur ≤ au courant de charge maximal du plus gros générateur sur la section du tableau, et ≥ 3× le courant minimum pour actionner tout dispositif de protection.

Force électromotrice de retour (Back E.M.F)

Quand un courant traverse les conducteurs d'un induit de moteur, une force s'exerce sur les conducteurs, produisant un couple qui fait tourner l'induit. Quand les conducteurs d'induit coupent les lignes de force magnétique, ils génèrent une FEM. Sa direction est opposée à la tension appliquée au moteur. Comme cette FEM générée est opposée à la tension appliquée, on l'appelle FEM de retour (Back E.M.F).

Tension appliquée = Chute de tension résistance induit + FEM de retour

V = Ir + Eb

Régulateur automatique de tension (AVR)

Les pics soudains de courant de charge (ex: démarrage moteur) sur un générateur causent une variation correspondante de sa tension de sortie. Cela est dû à une chute de tension interne dans les enroulements CA du générateur, effet appelé « creux de tension (voltage dip) ». De même, le délestage produit une surtension aux barres. Un système d'excitation non régulé ou non compoundé ne serait pas réaliste à bord à cause de la tension variable due à la charge fluctuante. La régulation automatique de tension (AVR) est nécessaire pour corriger rapidement ces variations.

• Régulateur à pile de carbone.
• Régulateur à contact vibrant.
• La sortie de l'alternateur est transformée, redressée et agit via bobine magnétique contre ressort (référence de tension) sur le champ shunt de l'excitateur CC et le rotor de l'alternateur.
• Régulateur automatique de tension statique : le courant continu dérivé de la sortie de l'alternateur via transformateur et redresseur est appliqué à un pont de Wheatstone avec résistances fixes sur deux bras et résistances variables (références de tension diode Zener) sur les deux autres. Une variation de tension appliquée produit un signal d'erreur via le pont. Ce signal amplifié contrôle l'excitation de l'alternateur de différentes façons (Thyristor, Transistors en série).

Diode

Dispositif électronique laissant passer les électrons dans un sens mais très résistant dans l'autre. (Analogue : clapet anti-retour en tuyauterie.) Fonction : redresseur de hautes et basses fréquences, détecteur dans circuit récepteur. Diode thermionique : chauffage, cathode, anode dans valve à chauffage indirect. Diode semi-conducteur : wafers mono-cristallins germanium/silicium à deux couches dopées différemment ; jonction « pn » agissant comme jonction redresseuse.

Transistor

Dispositif à trois couches, NPN ou PNP. Émetteur, collecteur, base. Utilise un faible signal de puissance d'un circuit côté pour contrôler une plus grande puissance dans l'autre circuit (gain de puissance/amplification).

Thyristor

Élément de contrôle de puissance. Dispositif multi-couches à jonctions P et N alternées. Ex: Redresseurs commandés au silicium (SCR) — 4 couches. Triacs — plus de couches. Interrupteurs à semi-conducteurs, déclenchés par signal de basse tension via une électrode de porte (gate). Pas de pièces mobiles, pas de contacts endommageables par arc. Idéal pour commande à distance. Petite taille — composant commode de circuit de commande. Peut contrôler > 1000 A et > 1000 V. Remplace gros interrupteurs conventionnels. Fonctionnement à haut débit (25 000 fois/seconde).

Excitatrice (Exciter)

Petit générateur CC. Fournit le courant d'excitation au rotor de l'alternateur CA. Courant d'excitation = courant requis pour créer un champ magnétique.

Égaliseur (Equaliser)

Connexion entre générateurs de capacités différentes fonctionnant en parallèle pour que la charge soit répartie proportionnellement entre les deux.

Charges CC sur système CA de service du navire (D.C loads on A.C ship service system)

• Système d'alarme générale.
• Éclairage de secours.
• Alimentation radio de secours.
• Redressement pour charge de batteries.

Maintenance des moteurs

• Garder les passages d'air propres.
• Éliminer dépôts de poussière, huile, graisse.
• Relever la résistance d'isolement.
• Prévenir l'étincelage aux balais et collecteur.
• Vérification mécanique : roulements, boulons de fixation, accouplements.
• Contrôle régulier des démarreurs et contrôleurs moteurs, maintenance contacts, résistances, connexions.

Galvanomètre

Instrument pour mesurer de faibles courants électriques avec leur magnitude et direction.

Résistance (Resistor)

Dispositif conduisant l'électricité mais convertissant une partie de l'énergie électrique en chaleur.

Résistivité (Resistivity)

Résistance d'un matériau exprimée en ohms/unité de longueur.

Rhéostat (Rheostat)

Résistance pourvue de moyens pour ajuster aisément sa résistance.

Lutte contre l'incendie au tableau électrique

1. Déclencher le disjoncteur du circuit concerné.
2. Éteindre avec extincteur CO₂ portable.
3. Après extinction, laisser le tableau refroidir.
4. Tracer tous les câbles et faire test de continuité.
5. Après traçage et renouvellement de tous les raccords, remettre le tableau en service.

Prévention des incendies

• Utiliser le bon fusible.
• Tous contacts de disjoncteurs et interrupteurs bien en contact.
• Tous raccords de fils bien sertis.

Causes d'incendie

• Mauvais contact.
• Fusible incorrect.
• Rupture d'isolement.

Magnétisme résiduel (Residual magnetism)

Au démarrage d'un générateur, le magnétisme nécessaire est fourni par les noyaux de fer des pôles d'excitation. Ce magnétisme est le magnétisme résiduel.

Installation et mesures de sécurité des batteries

• Bonne ventilation requise pour H₂. Peinture adaptée pour conduits d'évacuation. Entrée d'air sous le niveau des batteries.
• Flamme nue et interdiction de fumer en salle des batteries.

Enroulement en nappe (Lap wound) — Multiples circuits parallèles dans l'induit.

Enroulement en onde (Wave wound) — Deux circuits parallèles dans l'induit.

Défaut d'excitation (Failure to excite)

• Perte du magnétisme résiduel.
• Résistance trop élevée dans le circuit d'excitation.

Moteur universel (Universal motor)

• Série.
• Monophasé.
• CA ou CC utilisable.
• Puissance fractionnaire (très faible) (< 1 CV).
• Utilisé sur machines à coudre, perceuses portatives, etc.

(Sur ligne CC, courant toujours même direction. Sur ligne CA, courant s'inverse chaque cycle.)

Conséquences de la fermeture du disjoncteur d'arrivée (ACB) quand les générateurs ne sont pas en synchronisme ?

À la fermeture, la différence de phase de tension cause un fort courant circulant entre machines produisant une forte force magnétique « tirant » les générateurs en synchronisme. Accélération rapide d'un rotor, décélération de l'autre. Forces importantes pouvant endommager physiquement générateurs et moteurs premiers, et courant circulant important pouvant déclencher chaque disjoncteur de générateur. Résultat ? Blackout, danger et embarras !

Synchronisation

• Synchroscope
• Lampes de synchronisation : méthode « sombre » (2 lampes), méthode « claire » (2 lampes), méthode « séquence » (3 lampes)

Comment surveiller l'instant correct pour synchroniser sans synchroscope ni lampes ?

Connecter deux pointes de voltmètre 500 V sur une phase du disjoncteur de la machine entrante. Ajuster la vitesse du générateur jusqu'à ce que le voltmètre fluctue lentement de zéro au maximum. Fermer le disjoncteur quand le voltmètre passe par zéro.

Signification des positions de l'aiguille du synchroscope : différence entre 6h et 12h ?

6h = hors synchronisme, ne pas paralléliser. 12h = synchronisme parfait (tension, fréquence, séquence de phases correspondent).

Pourquoi fermer l'interrupteur à 11h et non à 12h ?

Quand le synchroscope approche 12h, le « glissement » (différentiel) entre ondes sinusoïdales approche le minimum (zéro à 12h) et la différentielle de tension entre phases est minimale (zéro à 12h). Vu le délai de fermeture de l'interrupteur, on ferme généralement à 11h pour être proche de 12h à la fermeture effective.

Pourquoi utiliser un Megger pour le test d'isolement et pas un multimètre ?

Avec un Megger, tension ≥ 500 V CC pour tester la résistance d'isolement des enroulements. Avec un multimètre, tension ≤ 3 V CC. Le Megger utilise un test à haute impédance, donc plus précis qu'un multimètre.

Quelles sont les sécurités sur le tableau principal (MSB) ?

Disjoncteurs, fusibles et relais de surintensité. Panneaux « dead front » : impossible d'ouvrir pour maintenance tant qu'on n'a pas coupé l'alimentation du panneau par disjoncteur.

Quand le retour de puissance (Reverse power) se produit-il ?

Situation : un générateur alimente un système via appareillage avec plusieurs générateurs en parallèle. Normalement, le courant va des générateurs vers l'appareillage. Si un générateur a des problèmes et sa tension chute sous la tension du système, il agit comme un moteur (comme un moteur peut agir comme générateur) et le courant circule de l'appareillage vers le générateur. C'est le retour de puissance. Effets : mineurs à extrêmes en cas de défaillance mécanique complète du générateur défaillant.

Quel est le danger si le retour de puissance se produit ?

Si le générateur produit normalement puissance P, et qu'en tant que moteur il en absorbe une similaire P, l'effet net sur le réseau équivaut à une augmentation de charge marchée de 2P. Selon la taille du réseau et la force de la génération restante, une augmentation de 2P peut causer un changement significatif de fréquence. Dommages possibles au moteur premier (surtout turbines à vapeur).

Comment la protection contre le retour de puissance est-elle assurée ?

Protection par relais de retour de puissance (anti-motoring). Protège le moteur premier, pas le générateur. Peut couper l'alimentation en carburant et arrêter le moteur premier.

Comment tester le déclencheur de retour de puissance ?

Avec deux générateurs en parallèle et l'un pouvant porter la charge, tester en déplaçant la charge via le régulateur de vitesse. Quand la charge a suffisamment basculé et le générateur déchargé porte un faible pourcentage, son disjoncteur déclenche et l'alimentation carburant de son moteur premier coupe. Le relais peut être testé par simulation (bouton test sur le relais) pour voir s'il initie un signal de déclenchement.

Que signifie ACB ?

Air Circuit Breaker (Disjoncteur à air). Normalement utilisé à 400 V et applications courant élevé (disjoncteurs de générateurs).

Si vous appuyez sur le bouton de fermeture ACB sur un générateur à l'arrêt, que se passe-t-il ?

Normalement, le disjoncteur ne ferme pas tant que vous n'avez pas synchronisé. Même si vous appuyez, il ne fermera pas. Le disjoncteur a une protection sous-tension qui empêche la fermeture.

Qu'est-ce que la protection sous-tension ?

Empêche la fermeture par erreur du disjoncteur, ou la mise en charge du générateur entrant en parallèle. Protège aussi contre la perte de tension alors que des machines sont connectées au tableau.

Signification du déclencheur préférentiel ? Pourquoi est-il prévu ?

Dispositif électrique sur navire conçu pour déconnecter les circuits non essentiels (charge non essentielle) de la barre principale en cas de défaillance partielle ou surcharge de l'alimentation principale. Laisse tourner les charges critiques (gouvernail) et déclenche les non essentielles (climatisation, cuisine). Dispositif de sécurité.

But de l'indication de défaut à la terre sur le tableau ?

Détecte et signale un défaut phase-terre sur un circuit.

Si vous avez une alarme de défaut à la terre, que faites-vous ?

Investiguer en identifiant d'abord les zones du navire à haut risque de défaut à la terre (ex: éclairage pont, équipements office) et couper leurs alimentations une par une pour voir si l'alarme disparaît. Quand une charge particulière fait disparaître l'alarme, on sait que ce circuit a un défaut à la terre et on peut aller le réparer.

Courant continu (Direct Current)

Flux de courant unidirectionnel.

Courant alternatif (Alternating Current)

Flux de courant bidirectionnel sous forme sinusoïdale avec crête positive et négative.

Signification de phase en CA ?

Deux ou plusieurs tensions ou courants CA déphasés entre eux. Leurs crêtes et passages par zéro ne coïncident pas aux mêmes instants. C'est ce qu'on appelle la phase.

Y a-t-il une phase en CC ?

Non.

Pourquoi le CC n'est-il plus beaucoup utilisé ?

Les générateurs CA sont une meilleure technologie et la transformation de tension (par transformateurs) est facile en CA, pas en CC.

Où le voit-on utilisé ?

Le CC sur batteries est généralement utilisé en navigation, systèmes de contrôle et sécurité : navigation, radar, systèmes de sécurité, antennes, communications, éclairage de secours.

Que signifie courant triphasé ?

Trois formes d'onde sinusoïdales de courant égales en amplitude mais avec un déphasage de 120 degrés.

Valeur efficace (RMS value) ?

Valeur quadratique moyenne = valeur de crête divisée par racine carrée de 2.

Signification du facteur de puissance ?

Cosinus de l'angle entre les formes d'onde tension et courant.

Valeur habituelle à bord ?

Généralement 0,8.

Meilleure valeur possible ?

1 est la meilleure valeur possible. Possible avec charge purement résistive.

Avantage d'améliorer le facteur de puissance ?

Facteur de puissance proche de 1 → pour même puissance réelle en kW, le courant de charge est moindre → pertes I²R moindres. Rendement système plus élevé car pertes plus faibles. Régulation de tension améliorée.

Comment l'améliorer ?

Batteries de condensateurs pour amélioration du facteur de puissance si charges principalement inductives.

Signification de « I et V sont en phase » ?

L'angle entre les formes d'onde I et V est nul → charge purement résistive.

Pourquoi puissances moteurs en kW et alternateurs/transformateurs en kVA ?

kW = puissance mécanique de sortie d'un moteur, exprimée en kW. kVA = puissance nette (apparente) d'entrée du transformateur = sortie + pertes. kW = kVA × facteur de puissance système.

Où va la puissance réactive ?

La puissance réactive n'est pas « perdue ». Elle est délivrée au moteur où elle soutient le champ électrique permettant la conversion de la puissance réelle (électrique) en couple mécanique.

Qu'est-ce qu'un semi-conducteur ?

Substance (germanium, silicium) dont la conductivité électrique est intermédiaire entre métal et isolant ; sa conductivité augmente avec la température et en présence d'impuretés.

Qu'est-ce que le dopage ?

Introduction intentionnelle d'impuretés dans un semi-conducteur extrêmement pur (intrinsèque) pour moduler ses propriétés électriques. Impuretés dépendent du type de semi-conducteur. Faiblement/moyennement dopés = extrinsèques. Dopage très élevé = dégénérés (agit plus comme conducteur).

Que devient l'isolement quand la température monte ?

Pour les isolants, l'augmentation de température fait diminuer leur résistance — c'est pourquoi la température excessive est souvent la cause principale de défaillance de l'isolement.

Que devient la résistance des conducteurs quand la température monte ?

Pour les conducteurs, l'augmentation de température fait augmenter leur résistance.

Qu'est-ce qu'un moteur asynchrone (induction motor) ?

Moteur à courant alternatif où l'enroulement primaire sur un élément (généralement stator) est connecté à la source et un enroulement secondaire ou cage d'écureuil sur l'autre élément (généralement rotor) porte le courant induit.

Qu'est-ce que le « glissement » (slip) ?

Un moteur asynchrone CA comprend deux ensembles : stator et rotor. L'interaction des courants dans les barres du rotor et le champ magnétique tournant du stator génère un couple. En fonctionnement réel, la vitesse du rotor est toujours en retard sur la vitesse du champ magnétique, permettant aux barres de couper les lignes de force et produire un couple utile. Cette différence de vitesse s'appelle le glissement.

Qu'est-ce qu'un moteur synchrone ?

Moteur à vitesse constante, dépendant de la fréquence de l'alimentation CA et du nombre de pôles pour lequel il est conçu.

Utilisations : applications industrielles nécessitant vitesse constante. Correction du facteur de puissance comme condensateurs synchrones. Centrales électriques utilisent presque toujours des générateurs synchrones pour maintenir la fréquence constante. Applications faible puissance : machines de positionnement (haute précision), actionneurs de robots.

Comment utiliser un multimètre ?

Qu'est-ce qu'un AVO mètre ? L'Avomètre était une marque britannique de multimètre, désormais propriété de Megger. Souvent appelé simplement AVO, nom venant des premières lettres d'ampères, volts, ohms.

Comment vérifier la continuité ?

Mettre le multimètre en mode résistance et vérifier avec les pointes la résistance entre les points/circuit testé. Résistance faible ou nulle = continuité. Résistance élevée ou infinie = circuit ouvert.

Qu'est-ce qui limite la charge électrique ?

La puissance disponible est fixe, la tension est fixe, donc le réglage du disjoncteur ou fusible est le courant nominal de la charge. Si la charge dépasse le courant nominal, le disjoncteur ou fusible agit et limite la charge.

Quelle tension utilise un mégohmmètre ?

500 V CC.

Comment circule le courant pendant le soudage ?

Le courant circule à travers l'électrode et vers la pince de masse. C'est ainsi en MIG, baguette, fourré. En TIG, l'électricité circule aussi par l'électrode sauf que c'est sa seule fonction, la baguette est tenue à la main et l'électrode dans l'autre.

Qu'utilise-t-on pour souder sur les navires ? CA ou CC ? Quelle tension ?

Quelle tension pour l'allumage chaudières/incinérateurs ? Normalement 10 000 V (10 kV).

Pourquoi diffère-t-elle du soudage ? Plus élevée car l'allumage nécessite la rupture de l'espace d'air pour l'étincelle. L'air se ionise à cette haute tension de 10 kV. Donc plus haute que tension de soudage normale.

Le courant circule-t-il à travers la coque pendant le soudage ?

Oui, je pense.

Si oui, pourquoi pas de choc ? Parce que toute la coque est au même potentiel, donc pas de différence de potentiel pour recevoir un choc.

Tension de sécurité pour éviter le choc ?

Normalement 50 V. Dépend de la résistance du corps et du chemin conducteur (bottes/tapis isolants peuvent permettre tension légèrement plus élevée).

Signification de la mise à la terre sur un navire ?

Signification de l'enroulement étoile / triangle ? Voir Dennis T Hall.

L'alternateur du navire est-il bobiné étoile ou triangle ? Voir Dennis T Hall.

Signification de ACB, MCCB, NFB ?

• ACB : Disjoncteur à air pour 400 V, forts courants (disjoncteurs générateurs).
• MCCB : Disjoncteur à boîtier moulé pour 400 V, courants moyens.
• NFB : No Fuse Breaker — capacité 75 A.

Qu'est-ce qu'un contacteur magnétique ? Où est-il utilisé ?

Interrupteur commandé électriquement pour commuter un circuit de puissance, similaire à un relais mais pour courants plus forts. Utilisé pour commander moteurs électriques, éclairage, chauffage, batteries de condensateurs, autres charges électriques.

Qu'est-ce qu'un relais ? Différence avec un contacteur magnétique ?

Contacteur = interrupteur lourd ; relais = interrupteur léger. Relais peut être simple solénoïde 12 V CC avec contacts 12 V, 0,5 A. Utilisés pour détecter les défauts sur le système d'énergie et signaler un dispositif de commutation local ou distant (disjoncteur) pour déclencher le circuit.

Pouvez-vous dessiner un circuit de démarreur direct (DOL) ?

Voir schéma DOL dans Dennis T Hall.

Signification de surcharge (overload) ?

Courant au-dessus du courant de charge normal (au-dessus de la charge). En d'autres termes, supérieur au courant de conception original. Peut être surcharge momentanée (courant de démarrage moteur, généralement ignorée) ou surcharge soutenue (trop d'appareils branchés, roulements défectueux, blocage moteur).

Signification de court-circuit ?

Se produit quand des conducteurs sont connectés (court-circuités) par un défaut. Normalement défaut phase-phase dû à rupture d'isolement (coupure de fils, incendie, etc.).

Comment la protection est-elle fournie contre surcharge et court-circuit ?

Les dommages peuvent être réduits/évités par fusibles, disjoncteurs, autres protections de surcharge, qui coupent l'alimentation face à un courant excessif. Temps de déclenchement très court (millisecondes) pour court-circuit (courants très forts) mais plus long (quelques secondes) pour courants 1,1 à 1,5× le normal.

Fonction d'un fusible ?

Limite le courant qu'un circuit électrique peut tirer en s'ouvrant (fondant/cassant) quand le courant dépasse une limite prédéfinie. Protège le circuit et l'environnement contre incendie ou dégâts en cas de surcharge ou court-circuit.

Réglage normal des relais de surcharge ?

Normalement 90–100 % du courant nominal. Parfois 105 %.

Comment fonctionne un relais de surcharge thermique ?

La lame bimétallique du relais chauffe par le courant de surcharge et son mouvement déclenche le disjoncteur. Le disjoncteur doit être réarmé (mis sur OFF) avant remise en marche. Parfois délai pour refroidissement de la lame avant réarmement.

Qu'est-ce que le monophasage ?

Condition dans moteurs et transformateurs triphasés où l'alimentation d'une phase est coupée.

Comment cela peut-il arriver ?

Causé par l'utilisation de dispositifs de protection monophasés (fusibles). Les charges triphasées doivent être protégées par dispositifs coupant les trois phases simultanément en cas de défaut. Contacts défectueux ou connexions lâches dans disjoncteurs triphasés peuvent aussi causer le monophasage.

Quel mal cela cause-t-il ?

Courants supérieurs au nominal dans les phases saines des charges (moteurs) → surchauffe → défaillance moteur. Parfois bruit et vibrations excessifs dans moteurs.

Quelle protection contre cela ?

Relais de protection spéciaux identifiant et isolant les charges connectées. Petits moteurs : relais de surintensité et de séquence de phase négative. Relais de protection moteurs gros : déjà équipés de protection contre monophasage.

Pourquoi la fréquence de l'alternateur entrant doit-elle être supérieure à celle des barres ?

Avant parallélisation, la fréquence de l'alternateur entrant est rendue légèrement supérieure pour qu'il reprenne une partie de la charge du réseau. Si l'alternateur entrant est plus lent, il sera motorisé et ajoutera de la charge sur le réseau, risquant de faire déclencher les autres générateurs.

Méthodes lampe sombre et lampe claire pour synchroniser ? Comment est fait le raccordement ?

Autrefois, trois ampoules connectées entre bornes générateur et bornes système. En changeant la vitesse du générateur, les lampes montent et descendent en intensité à un rythme proportionnel à la différence de fréquence. Quand la tension du générateur est opposée à la tension système (en avance ou retard de phase), les lampes sont brillantes. Quand les tensions correspondent, les lampes sont sombres. À cet instant, le disjoncteur connectant le générateur au système peut être fermé et le générateur reste en synchronisme.

Hormis le renouvellement des roulements, y a-t-il une raison d'ouvrir les moteurs pour maintenance ?

Vérification et renouvellement de l'isolement (ex: spray d'isolement sur isolation des enroulements stator).

Pourquoi utilise-t-on le retour de puissance au lieu du retour de courant dans les alternateurs ?

Il est extrêmement difficile de détecter le retour de courant en système CA, le retour de puissance peut être détecté et protégé par relais de retour de puissance.

Signification de l'excitation dans un alternateur ?

Un générateur ou moteur électrique comprend un rotor tournant dans un champ magnétique. Le champ peut être produit par aimants permanents ou bobines d'excitation. Avec bobines d'excitation, un courant doit circuler dans les bobines pour générer le champ, sinon aucune puissance n'est transférée vers/depuis le rotor. Le processus de génération d'un champ magnétique par courant électrique s'appelle l'excitation.

Le courant d'excitation dans un alternateur est-il CA ou CC ?

CC. À confirmer dans Dennis T Hall.

Le champ est-il tournant ou fixe ?

Tournant. À confirmer dans Dennis T Hall.

Comment est-il alimenté ?

Le champ magnétique du rotor est alimenté par un enroulement de rotor énergisé en courant continu via bagues collectrices et balais.

Qu'est-ce qu'un alternateur sans balais (brushless) ?

Composé de deux sections : alternateur principal et excitateur plus petit. L'excitatrice a des bobines de champ fixes et un induit tournant (bobines de puissance). L'alternateur principal utilise la configuration inverse : champ tournant et induit fixe. Un redresseur en pont, appelé ensemble redresseur tournant, est monté sur une plaque fixée au rotor. Ni balais ni bagues collectrices, réduisant les pièces d'usure. L'alternateur principal a un champ tournant comme décrit et un induit fixe (enroulements de génération de puissance).

Comment l'excitation est-elle réalisée dans celui-ci ?

En variant le courant dans les bobines de champ fixes de l'excitatrice, on varie la sortie triphasée de l'excitatrice. Cette sortie est redressée par l'ensemble redresseur tournant monté sur le rotor, et le CC résultant alimente le champ tournant de l'alternateur principal, donc la sortie de l'alternateur. Résultat : un faible courant CC d'excitatrice contrôle indirectement la sortie de l'alternateur principal.

Signification du magnétisme résiduel ?

Propriété où une certaine quantité d'excitation reste dans le conducteur même après retrait des aimants.

Pourquoi un compresseur d'air démarre-t-il à vide ?

La pression d'air dans le cylindre offre une résistance au mouvement du piston. Donc démarrage à vide. Demander au 4ème ou 2ème mécanicien à bord.

Comment varie-t-on la vitesse d'un moteur asynchrone triphasé ?

La vitesse d'un moteur asynchrone triphasé normal est fonction de la fréquence de la tension d'alimentation. Changer la vitesse nécessite un convertisseur de fréquence triphasé. Réalisé par MOSFETs de puissance (ou IGBTs) capables de hautes tensions et vitesses de commutation rapides.

Comment varie-t-on le sens de rotation ?

En changeant la séquence de phases (ex: de R-Y-B à R-B-Y).

Comment cela cause-t-il le changement de rotation ?

Le changement de séquence de phase inverse la direction du champ magnétique tournant et le rotor tourne en sens inverse.

Comment varie-t-on la vitesse d'un moteur CC ?

Pour varier la vitesse d'un moteur CC, il faut une alimentation à tension constante avec une résistance POT série de puissance supérieure. Un modulateur de largeur d'impulsion (PWM) peut être utilisé.

Comment varie-t-on le sens ?

Un moteur CC à usage général peut être inversé en changeant la polarité de l'induit ou du champ, mais pas les deux.

Qu'est-ce qu'une diode ?

Composant électronique à deux bornes avec caractéristique de transfert asymétrique : résistance faible (idéalement nulle) au courant dans un sens, résistance forte (idéalement infinie) dans l'autre. Diode semi-conducteur : pièce cristalline de semi-conducteur avec jonction p-n connectée à deux bornes électriques.

Qu'est-ce qu'une diode Zener ?

Diode spéciale permettant le passage du courant en sens direct comme une diode idéale, mais aussi en sens inverse quand la tension dépasse une certaine valeur : tension de claquage, « genou Zener » ou « tension Zener ».

Qu'est-ce qu'un thyristor ? Qu'est-ce qu'un SCR ?

Dispositif semi-conducteur à état solide à quatre couches alternées N et P. Agissent comme interrupteurs bistables : conduisent quand leur porte (gate) reçoit un déclencheur de courant, et continuent de conduire tant qu'ils sont polarisés en direct (tension aux bornes non inversée).

Redresseur commandé au silicium (SCR) : dispositif à quatre couches à état solide contrôlant le courant. Type de thyristor.

Comment fonctionne un onduleur (inverter) ?

Convertit une alimentation CC en CA par dispositifs électroniques (diodes, thyristors).

Comment fonctionne un tube fluorescent ?

Bien expliqué dans Dennis T Hall.

Quand la tension est appliquée à la lampe fluorescente :

1. Le démarreur (simple interrupteur temporisé) laisse le courant passer par les filaments aux extrémités du tube.
2. Le courant chauffe les contacts du démarreur qui s'ouvrent, interrompant le courant. Le tube s'allume.
3. Comme le tube allumé a une faible résistance, le ballast sert maintenant de limiteur de courant.

À l'allumage, le démarreur est un interrupteur fermé. Les filaments sont chauffés par l'électricité, créant un nuage d'électrons dans le tube. Le démarreur fluorescente est un interrupteur à retardement qui s'ouvre après une ou deux secondes. À l'ouverture, la tension aux bornes du tube laisse un flux d'électrons traverser le tube et ioniser la vapeur de mercure.

Sans démarreur, flux d'électrons jamais stable entre les deux filaments → scintillement. Sans ballast, l'arc est un court-circuit entre filaments avec beaucoup de courant → vaporise les filaments ou fait exploser l'ampoule.

Fonction du ballast (choke) ?

Deux fonctions principales : avec le démarreur, provoque l'allumage du tube en utilisant la FEM de retour pour créer un plasma dans le tube, et contrôle le courant dans le tube une fois allumé.

Où utilise-t-on bagues collectrices et où collecteur (commutateur) ?

• Bagues collectrices : moteurs à bagues, générateurs électriques pour systèmes CA, alternateurs. Utilisables sur tout objet tournant pour transférer la puissance.
• Collecteur : caractéristique commune des machines tournantes à courant continu. En inversant le sens du courant dans la bobine mobile de l'induit d'un moteur, on produit un couple de rotation constant.

Qu'est-ce que la capacitivité (capacitance) ?

Capacité d'un corps à stocker une charge électrique. Tout corps/structure capable d'être chargé (électricité statique ou par courant) présente une capacitivité. C = Q/V où Q = charge, V = tension.

Le courant traverse-t-il un condensateur ?

Non. Le courant (charge) entre dans une plaque, et un courant opposé (charge) sort de l'autre, mais le courant (sauf courant de fuite) ne traverse pas le diélectrique. Résultat : différence de charge entre les plaques.

Unité de la capacitivité ?

Farad.

Qu'est-ce qu'un neutre ?

Dans circuits multiphases, conducteur portant le courant déséquilibré. En monophasé, conducteur pour le chemin de retour du courant.

Différence entre neutre et terre ?

Le fil de terre (ground/earth) est le fil de protection de sécurité d'un circuit qui ne porte normalement aucun courant.

Qu'est-ce qu'un condensateur synchrone (synchronous condenser) ?

Dispositif identique à un moteur synchrone, dont l'arbre n'est connecté à rien mais tourne librement. Son but n'est pas de convertir puissance électrique en mécanique ou vice versa, mais d'ajuster les conditions sur le réseau de transport d'énergie électrique. Son champ est contrôlé par un régulateur de tension pour soit générer soit absorber de la puissance réactive selon les besoins pour ajuster la tension du réseau ou améliorer le facteur de puissance.

Où et pourquoi est-il utilisé ?

Utilisé pour correction du facteur de puissance comme condensateur synchrone.

Si un moteur est bobiné étoile et vous voulez passer en triangle, que faire ?

Ouvrir la boîte de raccordement des bornes. Retirer le lien de court-circuit reliant le point commun (étoile) de A2, B2, C2. Avec les 3 enroulements de phases marqués A1A2, B1B2, C1C2, connecter A2 à B1, B2 à C1 et C2 à A1.

Si l'AVR est défectueux, quand des charges supplémentaires arrivent, le générateur pourra-t-il les prendre ?

Non. Voir Dennis T Hall.

Comment tester : déclencheur retour de puissance, déclencheur fort courant, déclencheur préférentiel ?

• Retour de puissance — voir réponse question 11.
• Fort courant (surcharge) — régler le relais de surcharge à 75 % du courant nominal. Faire tourner le moteur. Le relais déclenchera le disjoncteur. Autre méthode : appuyer sur le bouton test du relais qui déclenche le disjoncteur.
• Préférentiel — avec un générateur en marche, essayer d'allumer des charges supplémentaires pour le surcharger. Le déclencheur préférentiel déclenchera toutes les charges non critiques.

Qu'est-ce que le magnétisme résiduel ? Où est-il important ?

Propriété où une certaine excitation reste dans le conducteur même après retrait des aimants. Requis car il faut un peu de magnétisme pour démarrer la génération avant que l'enroulement d'excitation n'ait la puissance pour produire le champ complet.

Parfois, en changeant le sens de rotation d'un ventilateur de salle des machines (de soufflage à aspiration), il déclenche. Pourquoi ?

Si les clapets du ventilateur ne sont pas bien réglés/ouverts ou les filtres bouchés, l'alimentation en air est affectée et le ventilateur peut être surchargé, causant son déclenchement. Demander au mécanicien électricien pour plus d'infos.

Fonction du mécanisme d'embrayage à friction utilisé dans les purificateurs ?

C'est une question mécanique.

Maintenance régulière des batteries ?

• Chaque semaine : tension de cellule vérifiée.
• Gravité spécifique surveillée par aréomètre de batterie.
• Bornes lubrifiées pour prévenir la corrosion.
• Parfois tests de charge sur les batteries.

Précautions de sécurité pendant maintenance batteries ?

• Ventilation de la salle pour prévenir explosions par gaz générés par la batterie.
• Vêtements de protection, gants, protection oculaire contre projections d'acide.
• Pas de flamme ni source d'inflammation près des batteries.
• Ne jamais court-circuiter bornes + et — : court-circuit et flashover haute énergie.
• À la déconnexion : toujours débrancher le négatif en premier ; à la reconnexion : le positif en premier.

Pourquoi un éclairage spécial dans les salles de batteries ?

Éclairage anti-étincelles car gaz explosifs peuvent être générés pendant la charge — pas d'étincelles dans la salle.

Tension disponible par élément d'une batterie plomb-acide ?

2 V CC.

Tension totale de la batterie ?

24 V CC.

Comment cette tension est-elle obtenue ?

En connectant 12 éléments en série. 12 × 2 V = 24 V tension totale du banc de batteries.

Signification d'un contact normalement ouvert ?

Le contact est ouvert en condition normale (dé-énergisé).

Comment fonctionne un salinomètre ?

Détecte la salinité en parties par million (ppm) et fournit un signal d'alarme et initie une commande à la vanne de bypass d'un générateur d'eau douce. Demander au mécanicien électricien et consulter le manuel du générateur d'eau douce du navire.

Comment le compresseur d'air démarre et s'arrête automatiquement ?

Le réservoir d'air a un pressostat réglé pour coupure et mise en marche selon la pression désirée. Quand la pression tombe sous le seuil de mise en marche, le contacteur s'énergise et le compresseur démarre. Quand la pression atteint le seuil de coupure, le contact ouvre son contact fermé en série avec le circuit d'alimentation du contacteur et coupe l'alimentation.

Comment la température de la chambre froide est-elle maintenue ?

La chambre froide a un thermostat (contacteur de température) avec réglages de mise en marche et coupure. Selon le réglage, le compresseur démarre quand la température monte et s'arrête quand elle redescend à la valeur fixée.

Qu'est-ce qu'un circuit d'alarme auto-surveillé ?

Il surveille lui-même la santé du circuit d'alarme : détecte si l'alimentation du circuit d'alarme est saine et si tous les relais et contacts fonctionnent normalement. Vérifier avec le mécanicien électricien.

En mer, si black-out pendant votre quart, quelle action ?

Après black-out, le générateur d'urgence démarre ; au rétablissement de l'alimentation principale, on ferme le disjoncteur du générateur principal sans se soucier de synchroniser. Comment est-ce possible ?

Il y a un disjoncteur de liaison de puissance entre générateur principal et générateur d'urgence. Pendant le black-out, ce disjoncteur déclenche. Le générateur d'urgence démarre et son disjoncteur ferme, n'alimentant que les charges d'urgence. Pendant le rétablissement, le générateur principal redémarre et son disjoncteur ferme. Comme le disjoncteur de liaison est encore ouvert, il n'y a pas de parallélisme entre principal et urgence.

Comment le générateur d'urgence démarre-t-il automatiquement ?

Activé par un relais de sous-tension. Au black-out, le relais détecte la perte de tension et démarre le générateur d'urgence. De même, au rétablissement, le relais arrête le générateur d'urgence.

Si toutes vos bouteilles d'air sont à basse pression et il y a un black-out, comment démarrer les générateurs ?

Si bouteilles principales vides, la bouteille d'urgence peut démarrer le générateur principal. Si même la bouteille d'urgence est vide, on la remplit en faisant tourner le compresseur d'air d'urgence (alimenté par générateur d'urgence). Une fois remplie, cet air démarre le générateur principal.

Qu'est-ce qu'un générateur d'arbre (shaft generator) ?

Couplé au moteur principal. Utilise le moteur principal comme moteur premier et a un convertisseur de fréquence (commandé par thyristors) convertissant la vitesse variable du moteur en vitesse quasi-constante et produisant de l'énergie électrique. Ne peut être employé qu'à vitesse de mer (pleine vitesse) et non à vitesse de manœuvre.

Même si le moteur principal tourne à vitesse variable, comment l'alternateur maintient-il fréquence constante ?

Par convertisseurs de fréquence (tr/min) commandés par thyristors.

L'alternateur est-il connecté étoile ou triangle ?

Voir Dennis T Hall. Normalement étoile.

Pourquoi 440 V pour moteurs et 110/220 V pour éclairage ?

Courants de charge moteurs importants. Moteurs = charges triphasées. Tension 440 V plus élevée → courant moindre pour même puissance → pertes et section de câbles réduites. Éclairage = charges monophasées, courants faibles → tension plus faible = moins d'isolement dans les câbles.

Pour une tension de ligne donnée, quatre résistances chauffantes produiront la chaleur maximale quand connectées en —

Parallèle

L'unité de permittivité absolue d'un milieu est —

Farad/mètre

Questions supplémentaires de révision :

• Expliquer principe de fonctionnement moteur triphasé ?
• Comment générateur d'urgence prend la charge après black-out ?
• Expliquer moteurs asynchrone et synchrone, différence construction et fonctionnement ?
• Expliquer test du générateur d'urgence ?
• Principe de fonctionnement moteur asynchrone ?
• Comment la charge statique est-elle produite ?
• Procédure de gouvernail d'urgence ?
• Expliquer principe moteur triphasé ?
• Qu'est-ce qu'un moteur à bagues ? Où utilisé ?
• Générateur d'urgence : quelles charges alimente-t-il ?
• Signification de l'entrefer ?
• Transformateur sur votre navire : type et fonctionnement ?
• Pièces d'alternateur sans balais ?
• Avantages du système neutre mis à la terre ?
• Expliquer fonctionnement en parallèle d'alternateurs ?
• Types de fusibles ?
• Pièces d'alternateur sans balais ?
• Avantages du système neutre mis à la terre ?
• Qu'est-ce que l'AVR ? Fonction, comment ça marche ?
• Expliquer fonctionnement en parallèle d'alternateurs ?
• Différence ME/MC ?
• Types de systèmes de mise à la terre ?
• Qu'est-ce que l'induction mutuelle et quelle machine fonctionne dessus ?
• Quelles tensions sur votre navire ?
• Avantages système neutre mis à la terre ?
• Qu'est-ce que l'induction mutuelle et quelle machine fonctionne dessus ?
• Qu'est-ce que l'AVR ? Fonction, comment ça marche ?
• Pièces d'alternateur sans balais ?
• Avantages système neutre mis à la terre ?
• Expliquer fonctionnement en parallèle d'alternateurs ?
• Types de systèmes de mise à la terre ?
• Où faire test d'isolement sur moteur ?
• Fonction de l'AVR ?
• Sécurité électrique gouvernail : douilles et câbles ?
• Qu'est-ce que la charge essentielle ?
• Valeur d'isolement moteur ?
• Expliquer déclencheur préférentiel AE ?
• Expliquer disjoncteur PV et soupape PV ?
• Expliquer défaut à la terre ? Action
• Expliquer montage et raccordement générateur ?
• Expliquer calcul de puissance ?
• Qu'est-ce que la valeur RMS ?
• Qu'est-ce que la résistance d'isolement ?
• Expliquer calcul de puissance ?
• Qu'est-ce que la résistance d'isolement ?
• Quelles sont les sécurités du TPP ?
• Qu'est-ce que kW et kVA
• Expliquer défaut à la terre ? Action