TD - Commande Électronique Des Moteurs [PDF]

Zitiervorschau

TD – Commande électronique des moteurs -- ISTA BERKANE Exercice1 : Soit le montage redresseur en pont. U = 48V- 50Hz

1. Préciser les conductions des diodes et la relation entre uc et u dans chaque intervalle. Tracer uc(t) 2. Donner les expressions de la valeur moyenne et de la valeur efficace de uc en fonction U. Calculer ces valeurs. 3. Quel type d’appareil doit-on utiliser pour mesurer ces 2 valeurs ?

Exercice2 : Un pont mixte monophasé soumis à la tension v = V√2 cos (100πt), débite dans une résistance R =100 Ω. 1. Lorsque vA>vB, expliquer pourquoi le thyristor T1 s'amorce lorsqu'il reçoit une impulsion de gâchette. 2. On veut obtenir dans R un courant i tel que imoy = 3 A lorsque α = 0 (angle de retard à la conduction des thyristors Tl et T2). Quelle valeur doit-on donner à V ? 3. V ayant la valeur précédemment calculée, α prend maintenant la valeur π/4. a. Quelle est, durant une période de v, la durée de conduction de chacun des thyristors ? b. Représenter, en fonction du temps, pour une période de v, le graphe du courant dans la charge R. c. Calculer la valeur moyenne de l'intensité du courant dans R.

Exercice3 : Un montage en pont à diodes est alimenté par un transformateur 220/48V. La charge est constituée d'un moteur de f.é.m. E et de résistance R = 2 Ω . Le courant est parfaitement lissé : ic= Ic = icmoy = 2A. La tension représentée sur les différents graphes ci-contre est u(t).

1. Tracer uc(t), ic(t) et uM(t). Préciser dans chaque intervalle la conduction des diodes et la relation entre uc(t) et u(t). 2. Calculer ucmoy, Pc (puissance dans la charge) et E. 3. Tracer les graphes de id2(t) et ud2(t) (courant dans la diode D2 et tension à ses bornes) 4. Préciser pour chaque intervalle la relation entre i et ic. Tracer le graphe i(t). (courant d'alimentation du pont). Calculer la valeur efficace de ce courant. ISTA BERKANE – Electromécanique des systèmes automatisés -- Mr ABDALLAH Issam

1

TD – Commande électronique des moteurs -- ISTA BERKANE Exercice4 : Pour tout l’exercice le courant dans la charge est considéré comme constant égal à Ic = 10 A. Les diodes sont considérés comme parfaits

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Enoncez la règle permettant de savoir quelle diode conduit si plusieurs ont leur cathode commune. Enoncez la règle permettant de savoir quelle diode conduit si plusieurs ont leur anode commune. Hachurez les instants où chaque interrupteur conduit En déduire Vc. Tracer Vc. En déduire VK1. Tracer VK1. Compléter les lignes iK1, iK2. Quelle est la valeur moyenne de iK1. Reprendre les questions de 3 à 7 en remplaçant les diodes par des thyristors. Les impulsions de gâchette se font à 108° (modulo 180°). 2V

-2V

V

-V

K1 K2 VC VK1 iK1 iK2 i i

ISTA BERKANE – Electromécanique des systèmes automatisés -- Mr ABDALLAH Issam

2

TD – Commande électronique des moteurs -- ISTA BERKANE Exercice5 : Un pont redresseur tout thyristor est alimenté par le réseau qui fournit une tension sinusoïdale de tension efficace U = 400 V et de fréquence 50 Hz. Les thyristors sont considérés comme parfaits : Th1 et Th3 d'une part, Th2 et Th4 d'autre part, sont commandés de manière complémentaire avec un retard à l'amorçage noté Ψ. On admet que le courant Ic fourni par le pont à thyristors est parfaitement lissé grâce à l'inductance LF (IC = constante).

1. Pour 𝛹 =

𝜋 3

représenter la tension Uc à la sortie du pont en indiquant les thyristors passants et le

courant i fourni par le réseau.

2. Montrer que, pour une valeur quelconque de Ψ, la tension moyenne à la sortie du pont a pour expression :

3. Quel type de fonctionnement obtient-on pour 𝛹 > maintenir constant le courant IC? 4. Pour 𝛹 =

𝜋 3

Ic = 40A

𝜋 2

si on parvient, en modifiant le dispositif, à

Calculer la valeur efficace I du courant fournit par le réseau.

ISTA BERKANE – Electromécanique des systèmes automatisés -- Mr ABDALLAH Issam

3

TD – Commande électronique des moteurs -- ISTA BERKANE On place à la sortie du pont précédent une diode de «roue libre» DRL. La tension sinusoïdale du réseau est inchangée (U = 400 V ; f = 50 Hz). On admet encore que le courant IC fourni par le pont à thyristors est parfaitement lissé grâce à LF.

5. Pour 𝛹 =

𝜋 2

représenter la tension Uc à la sortie du pont en indiquant les composants passants et le

courant i fourni par le réseau.

6. Montrer que, pour une valeur quelconque de Ψ, la tension moyenne à la sortie du pont a pour expression :

Et la valeur efficace du courant i :

7. Ce pont est-il réversible (susceptible de fonctionner en onduleur) ? Justifier votre réponse.

ISTA BERKANE – Electromécanique des systèmes automatisés -- Mr ABDALLAH Issam

4

TD – Commande électronique des moteurs -- ISTA BERKANE Exercice6 : La figure ci-dessous représente le pont redresseur à diodes d’un variateur de vitesse. V1, V2 et V3 sont les 3 tensions simples du réseau de valeur efficace V=230V, 50Hz. Les 6 diodes du pont sont supposées idéales.

On suppose que le courant i dans la charge est tel que i = I = Constante. (Charge fortement inductive)

ISTA BERKANE – Electromécanique des systèmes automatisés -- Mr ABDALLAH Issam

5

TD – Commande électronique des moteurs -- ISTA BERKANE

1. Hachurer les cases correspondant aux diodes conductrices sur le document réponse, pour tous les intervalles de temps. 2. Pour les intervalles [t1; t2] et [t2 ; t3], Donner l'expression de Uc(t) en fonction de v1(t), v2(t) et v3(t). 3. Sur le document réponse, Représenter pour un intervalle de temps égal à une période : • La tension Uc(t) aux bornes de la charge. • La tension Vd1(t) aux bornes de la diode D1. • Le courant id1(t) dans la diode D1. • Le courant id4(t) dans la diode D4. • Le courant de ligne IL1(t). 4. Calculer la valeur moyenne de la tension Uc(t).

Exercice7 : Pour tout l’exercice le courant dans la charge est considéré comme constant égal à IC = 10 A. L’angle de retard à l’amorçage est de 30°. Les thyristors sont considérés comme parfaits.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Par rapport à quel instant de départ est pris cet angle de retard ? Hachurez les instants où chaque interrupteur conduit K1, K2, K3 puis K’1, K’2, K’3. Remplir la ligne VC. Tracer VC. Quel est le signe de la valeur moyenne de VC. Donnez sa valeur. Remplir la ligne VK1. Tracer VK1. Compléter les lignes iK1, iK’1, en déduire la ligne concernant i Quelle est la valeur moyenne de iK1. Complétez le graphique de i. Quelle est la valeur efficace de i. Dans quel sens transite l’énergie ? Justifiez.

ISTA BERKANE – Electromécanique des systèmes automatisés -- Mr ABDALLAH Issam

6

TD – Commande électronique des moteurs -- ISTA BERKANE U32

U12

U13

V1

U23

U21

V2

U31

U32

U12

U13

U23

U21

U31

U32

V3

K1 K2 K3 K’1 K’2 K’3 VC VK1 iK1 iK’1 i i

ISTA BERKANE – Electromécanique des systèmes automatisés -- Mr ABDALLAH Issam

7

TD – Commande électronique des moteurs -- ISTA BERKANE Exercice8 : Le moteur est alimenté par l’intermédiaire d’un convertisseur continu-continu. L’énergie électrique est stockée dans une batterie placée à l’arrière du véhicule.

1. Quel est le nom de ce convertisseur continu-continu ? 2. Quel est le rôle de la bobine ? 3. On observe la tension u aux bornes de la charge. L’oscillogramme de la tension u aux bornes de la charge est donné ci-contre :

4. Déterminer la fréquence f de la tension u, le rapport cyclique α, et la valeur moyenne .

Exercice9 : Un hacheur dévolteur est raccordé à une source à de tension continu V=220V, et alimente l’induit d’un moteur à courant continu, de résistance 1Ω, et de force électromotrice E.

ISTA BERKANE – Electromécanique des systèmes automatisés -- Mr ABDALLAH Issam

8

TD – Commande électronique des moteurs -- ISTA BERKANE

La fréquence de hachage est de 500 HZ. L’interrupteur électronique K est fermé lorsque 0