Détermination Des Paramètres Du Moteur À Courant Continu: Réalisé Par: Mr. Mohammed Kissaoui [PDF]

Zitiervorschau

TP 1 : Détermination des paramètres du

moteur à courant continu

Réalisé par : -

BEKKAOUI SOUFIANE

En cadré par : MR. MOHAMMED KISSAOUI

Le but de ce TP : Il s’agit dans ce TP, de faire l’étude et la simulation du moteur à courant continu afin de déterminer ces différents paramètres pour en rechercher un modèle en vue d’établir la loi de commande lorsqu’on l’alimente par un convertisseur statique.

I-

Principe:

La figure suivante propose une représentation du moteur à courant continu décomposée en une partie électrique (induit) et une partie mécanique (la charge du moteur à C.C).

Equation électrique de moteur à courant continu U=E+RI+Ldi /dt La transformation de la place de l’équation électrique de moteur U(P)=E(P)+RI(P)+PLI(P) I(P)=(U(P)-E(P)) /LP+R Equation mécanique de moteur à courant continu Ce-Cs-Cr-f Ω=J d Ω /t La transformation de la place de l’équation mécanique de moteur Ce(P) ̶ Cs(P) ̶ Cr(P)-f Ω(P)=JP Ω(P)

Ω(P) = [Ce(P) ̶ Cs(P) ̶ Cr(P)] / (f+JP)

L’équation de conversion énergétique : relation entre : Ce ; K ; i et t Ce=ki(t) L’équation de conversion énergétique : relation entre e ; K ; Ω et t

e(t)=KΩ(t)

Transformation de Laplace de l’équation de conversion énergétique

Ce(P) = K. I(P) et E(P) = K. Ω(P)

FS(P)= -(R+LP) / [(R+Lp+K2) *(J+fP)

II-

Détermination des paramètres du moteur à courant continu 1) Détermination des paramètres électriques

A) La résistance du circuit induit R : • le montage de mesure

Les paramètres du circuit : La tension d’induit

Paramètres de la MCC

Paramètre de bloc mechanical load

Speed sonsor

Bloc de simulation

Pour U=100V on obtient les courbes suivants :

• La valeur de la résistance R U=R*I → R=U /I → R=1.5Ω

B) L’inductance du circuit induit L : • Le montage de mesure

• Le montage de mesure

U(V) 100 80 60 40 20

I(A) 1.70 1.68598 1.5565 1.5056 1.455

E(V) 97.455 77.52Y8 56.6623 38.7256 16.81

N(tr/min) 1193.04 963.867 704.67 452.654 215.435

Ω (rad/s) 124.935 98.4855 72.9556 47.3875 21.8288

K 0.7810 0.7776 0.7818 0.7789 0.7802

K=0≅ 0.78 Et l’unité de K est V*s* rad−1

la courbe E=f(Ω)

2) Détermination des paramètres mécaniques Le coefficient de frottement visqueux f : Lorsque le moteur tourne à vide le couple résistant de la charge Cr=0 d’où Ce=Cp=K*Io et pour une valeur de Ω=cte J*dΩ/dt = 0 d’où Ce=f*Ω+Cs Donc Ce=Cp=f*Ω+Cs=K*Io Cs: couple de frottement sec pour Ω=0. On alimente le moteur par une tension continue U variant de 0 à 220v et pour chaque valeur de la tension d’alimentation on relève le courant induit I et la Vitesse N.

U(V)

I(A)

N(tr/min)

Ω (rad/s)

K

Cp

220

2.05

2644

274.4367

0.77987

1.605

100 80 60 40 20

1.70 1.68598 1.5565 1.5056 1.455

1193.04 963.867 704.67 452.654 215.435

124.935 98.4855 72.9556 47.3875 21.8288

0.7810 0.7776 0.7818 0.7789 0.7802

1.4536 1.2895 1.2289 1.1798 1.1295

Calcul du coefficient de frottement visqueux f ΔI

ΔΩ

K

F

0.3456

127.76585

0.77987

1.92768*10-3

0.0598

25.57694

0.7810

1.8354*10-3

0.1945

76.06858

0.7776

1.9655*10-3

0.31267

127.29857

0.7818

1.8665*10-3

Le courbe Cp=f(Ω)

D’après la courbe Cs=1.11N.m f= ΔCp/ ΔΩ =1.89*10-3

Moment d’inertie : J On lance le moteur à courant continu qui fonctionne à vide sous une tension U = cte puis on coupe l’alimentation ; à t=0 on mesure la vitesse de rotation N(tr /min) puis on chronomètre la durée Δt jusqu’à l’arrêt libre de la machine sans freinage. L’équation fondamentale de la dynamique du système en rotation s’écrit : J*dΩ /dt = Ce ̶ Cr ̶ f*Ω ̶ Cs à vide on a Cr = 0 d’où J*dΩ /dt = Ce ̶ f*Ω ̶ Cs à t = 0 on coupe l’alimentation on a Ce = 0 d’où l’équation devient : J*dΩ /dt = ̶ f*Ω ̶ Cs Cs : couple de frottement sec pour Ω = 0 S.S.S.M : Ωh = k*℮ ̶ t/τm avec τm = J / f S.A.S.M : Ωp = ̶ Cs/f Solution générale = S.S.S.M + S.A.S.M ➔ ΩG = k*℮ ̶ t/τm ̶ Cs / f Le temps d’arrêt ta : est obtenu lorsque la vitesse est nulle ΩG (ta) = 0 à L’instant t = t1 ➔ Ω1 = (Ωo+Cs/f)*℮ ̶ t1/τm ̶ Cs/f à L’instant t = t2 ➔ Ω2 = (Ωo+Cs/f)*℮ ̶ t2/τm ̶ Cs/f avec la particularité que t2 = 2*t1 Détermination de k Pour t=0 on a Ω (0) = Ωo on trouve que K= Ωo+Cs/f Alors ΩG=( Ωo+Cs/f)*e-t/tm-Cs/f

Détermination de ta On a ΩG (ta) = 0 donc ( Ωo+Cs/f)*e-t/tm-Cs/f=0 e-t/tm=(Cs/f)/( Ωo+Cs/f) -ta/tm=log((Cs/f)/( Ωo+Cs/f)) ta = τm * log[(Cs+f.Ωo) /Cs]

Détermination de tm (Ω2 ̶ Ω1)= )℮ ̶ t1/τm (( Ωo+Cs/f)*e-t1/tm-Ωo-Cs/f)= (Ω1- Ω0) )*e-t1/tm [(Ω2 ̶ Ω1) / (Ω1 ̶ Ω0)] = ℮ ̶ t1/ τm -T1/tm=log[(Ω2 ̶ Ω1) / (Ω1 ̶ Ω0)] Tm= t1 / [log(Ω1 ̶ Ω0) / (Ω2 ̶ Ω1)]