La puissance triphasée est le transport et l’utilisation de trois tensions alternatives de même fréquence et de même amplitude, déphasées de 120° l’une par rapport à l’autre. Un système triphasé équilibré fournit une puissance totale constante et utilise les conducteurs efficacement.
Learning objectives
- Calculer les puissances active, réactive et apparente triphasées équilibrées
- Relier tensions et courants de ligne et de phase en étoile et en triangle
- Expliquer l’efficacité du transport triphasé
- Mesurer correctement la puissance triphasée
Progressive explanation
Start with the plain-language idea, then move into the engineering detail. Each level stands on its own, so you can stop at the depth you need.
Beginner The core idea
Les logements reçoivent généralement une seule phase d’un réseau triphasé. L’industrie utilise les trois phases pour les moteurs, plus compacts et plus réguliers que les moteurs monophasés équivalents.
Intermediate How it behaves in a circuit
En étoile, VL = √3 × Vph et IL = Iph. En triangle, VL = Vph et IL = √3 × Iph. La puissance totale est la même pour une même charge, mais les tensions et courants dans les enroulements diffèrent.
Advanced Limits, assumptions, engineering detail
Formulas and variables
Units of measurement
| Quantity | Symbol | Unit |
|---|---|---|
| Puissance active | P | watt (W) |
| Puissance apparente | S | voltampère (VA) |
| Puissance réactive | Q | voltampère réactif (var) |
| Tension de ligne | VL | volt (V) |
Worked examples
Charge moteur équilibrée
Problem. Un moteur triphasé absorbe 50 A par ligne sous 400 V avec un facteur de puissance de 0,85. Trouvez les puissances active, apparente et réactive.
Solution. P = √3 × 400 × 50 × 0,85 = 1,732 × 400 × 50 × 0,85 = 29 444 W. S = √3 × 400 × 50 = 34 641 VA. Q = √(S² − P²) = √(34 641² − 29 444²) = 18 248 var.
Trois radiateurs monophasés en étoile
Problem. Trois radiateurs de 2 kW sont couplés en étoile sur un réseau triphasé de 400 V. Quelle est la puissance totale et le courant de ligne ?
Solution. P totale = 3 × 2000 = 6000 W. Par phase Vph = 400/√3 = 231 V. Iph = 2000/231 = 8,66 A, et en étoile IL = Iph.
Étoile contre triangle
Problem. Trois résistances de 10 Ω sont couplées d’abord en étoile puis en triangle sur le même réseau de 400 V. Comparez la puissance totale.
Solution. Étoile : Vph = 231 V, Iph = 23,1 A, P = 3 × 231 × 23,1 = 16,0 kW. Triangle : Vph = 400 V, Iph = 40 A, P = 3 × 400 × 40 = 48,0 kW.
Practical applications
- Entraînements moteurs industriels
- Réseaux de distribution d’énergie
- Transformateurs de distribution et de puissance
- Variateurs de fréquence
- Bornes de recharge triphasées
- Alternateurs et génératrices
Automotive applications
Les alternateurs produisent un courant triphasé redressé pour charger le réseau 12 V, et les onduleurs de traction des véhicules électriques produisent un courant triphasé pour le moteur. La recharge AC de forte puissance peut utiliser les trois phases pour réduire le courant par conducteur.
Industrial applications
Les moteurs triphasés, tableaux de distribution, relais de protection et la compensation du facteur de puissance constituent l’ossature des installations industrielles. Un chargement équilibré entre phases limite les courants de neutre et les pertes, et l’ordre des phases doit être vérifié avant de raccorder un moteur.
Measurement procedure
- Utilisez un analyseur de puissance triphasé ou la méthode des deux wattmètres pour un système à trois fils.
- Mesurez chaque courant de ligne avec une pince pour vérifier l’équilibre.
- Confirmez l’ordre des phases avant de raccorder un moteur ; une séquence incorrecte inverse le sens de rotation.
- Mesurez les tensions entre phases et entre phase et neutre pour vérifier la configuration de l’alimentation.
Common mistakes
- Utiliser le courant de phase au lieu du courant de ligne dans la formule de ligne en étoile.
- Oublier le facteur √3 et obtenir seulement un tiers de la puissance correcte.
- Utiliser la tension de phase dans une formule qui exige la tension de ligne, ou l’inverse.
- Supposer que le courant de neutre est nul en présence de charges harmoniques.
Safety considerations
- Les systèmes triphasés fonctionnent souvent à 400 V ou plus ; utilisez des équipements adaptés à la tension de ligne totale.
- Vérifiez l’ordre des phases et l’isolement avant de raccorder ou d’inverser un moteur.
- L’énergie d’arc est élevée dans les distributions triphasées ; respectez les procédures de manœuvre et les EPI.