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NOM : ……………………………….. PRENOM :…………………………. 4T1 A-ANALYSE FONCTIONNELLE DE LA PART

NOM : ……………………………….. PRENOM :…………………………. 4T1 A-ANALYSE FONCTIONNELLE DE LA PARTIE COMMANDE : En se référant au dossier technique : A1- Compléter le grafcet du point de vue système : (1.5 pts) B1- ETUDE DE LA CARTE DE COMMANDE : B1.1.Exprimer la tension V2 en fonction de V1 et  . (0.5 pt) ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… B1.2.Exprimer V3 en fonction de V2. ( 0.5 pt ) ………………………………………………………………………………………………… B1.3.Exprimer V4 en fonction de V1 et V3. (0.5 pt ) ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Dossier pédagogique UNITE D’ASSEMBLAGE Page : 1/5 + - R1 V1 R1 V2 V3 R R - + V4 R R - + V5 αR2 NOM : ……………………………….. PRENOM :…………………………. 4T1 B1.4.En déduire l’expression de V4 en fonction de V1 et . (0.5pt ) ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… B1.5. Pour quelle valeur de  , V4 = 2 1 3V  ( 0.5 pt ) ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… B1.6.Exprimer V5 en fonction de V4 , R, α et R2. (0.5 pts ) ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… B1.6.a- En déduire le rôle de cet étage. ( 0.5 pt ) ………………………………………………………………………………………………… B1.6.b- Pour quelle valeur de R2 on obtient V5 = - 2 V4, sachant que R = 10K  (0.5pt ) et =1 ;………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… B1.7. En déduire l’expression de V5 en fonction de V1 ,  , R et R2. (0.5 pt ) ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… B2. MOTEUR A COURANT CONTINU Un monte charge est équipé d’un moteur à courant continu, à excitation indépendante. L’intensité du courant d’excitation est maintenue constante pendant tout le problème. Les caractéristiques nominales du moteur sont les suivantes :  Puissance utile : 8 KW  Inducteur - tension aux bornes de l’inducteur : UexN = 500 V ; - intensité du courant d’excitation : IexN = 1A  Induit - tension aux bornes de l’induit : UN = 500 V ; - intensité du courant dans l’induit : IN = 20 A ; - fréquence de rotation : nN = 3820 tr.min-1 soit une vitesse angulaire N = 400 rad/s ; - résistance de l’induit : R = 1  ; B-2.1. Rappeler le rôle de l’inducteur ? (0.5 pt) ………………………………………………………………………………………………………………. B-2.2. Calculer la puissance d’excitation absorbée par l’inducteur Paex. Sous quelle forme d’énergie cette puissance est-elle transformée ? (0.75 pt) ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. Dossier pédagogique UNITE D’ASSEMBLAGE Page : 2/5 NOM : ……………………………….. PRENOM :…………………………. 4T1 B-2.3. Représenter le modèle équivalent de l’inducteur. (0.5 pt) À propos de l’induit, le moteur fonctionnant à son régime nominal B-2.4. Représenter dans l’espace ci-dessus le modèle équivalent de l’induit du moteur. (0.5 pt) B-2.5. Calculer littéralement puis numériquement pour le fonctionnement nominal : B-2.5.1. la puissance absorbée par le moteur PaN ; (0.5pt) …………………………………………………………………………………………………………. B-2.5.2. la f.é.m. EN ; (0.5 pt) …………………………………………………………………………………………………………. B-2.5.3. la puissance électromagnétique PemN ; (0.5 pt) …………………………………………………………………………………………………………. B-2.5.4. le moment du couple électromagnétique TemN ; (0.5 pt) ………………………………………………………………………………………………………. B-2.5.5.les pertes collectives ( pertes mécaniques et magnétiques) (0.5pt) …………………………………………………………………………………………………………. B-2.5.6.le moment du couple utile TuN ; (0.5 pt) …………………………………………………………………………………………………………. B-2.5.6. le rendement de l’induit ; (0.5 pt) …………………………………………………………………………………………………………. B-2.6. Déduire des pertes collectives l’intensité que ce moteur absorberait dans un fonctionnement à vide (pertes joules à vide négligeables). (0.5 pt) …………………………………………………………………………………………………………. B-2.7.Donner l’expression générale de la force électromotrice E du moteur en fonction du flux magnétique sous un pôle et de la vitesse angulaire  ; en déduire que : E=1,2. Ω (1 pt) …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. Fonctionnement sous tension variable. L’intensité du courant circulant dans l’induit est constante : I = IN = 20 A. Un essai a permis de tracer la caractéristique de vitesse du moteur en fonction de la tension d’alimentation de l’induit ( voir fig 1 de l’annexe). B-2.8.Déterminer l’équation littérale de cette caractéristique d’une manière théorique Ω=f(U,R,I,K) (0.5 pt) …………………………………………………………………………………………………………. Dossier pédagogique UNITE D’ASSEMBLAGE Page : 3/5 v i t e s s e a n g u l a i r e e n f o n c t i o n d e l a t e n s i o n d ' a l i m e n t a t i o n d e l ' i n d u i t 0 5 0 1 0 1 5 0 2 0 2 5 0 3 0 3 5 0 4 0 4 5 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 t e n s i o n ( V ) v i t e s e a n g u l a i r e ( r a d / s ) NOM : ……………………………….. PRENOM :…………………………. 4T1 B-2.9.Déterminer graphiquement la tension de démarrage Ud. Vérifier cette valeur par le calcul. (Voir annexe fig 2) (1 pt) …………………………………………………………………………………………………………. Fonctionnement sous tension nominale et couple variable B-2.10. Le moteur entraîne un tapis, pour une certaine charge, le moment du couple résistant Tr exercé sur le moteur peut être considéré comme indépendant de la vitesse. Tr = 10 N.m pour une charge de 50 kg Tr = 15 N.m pour une charge de 100 kg Tr = 20 N.m pour la charge nominale de 150 kg Les caractéristiques I = f(Tr) et Tu= f() pour le moteur sont tracées en annexe fig 2 et 3. B-2.10.1. Représenter sur le document annexe fig 3 les trois courbes Tr = f() pour les trois types de charge. (0.5 pt) B-2.10. 2. Déduire des graphiques la fréquence de rotation de fonctionnement de l’ensemble moteur-tapis ainsi que l’intensité du courant absorbée pour les trois charges ( 50 kg, 100 kg, 150 kg). (0.75 pt) charge ascenseur 50 kg 100 kg 150 kg vitesse de rotation ( rad/s) ………….. ………….. ………….. intensité absorbée (A) ………….. ………….. ………….. Variation de vitesse du moteur à courant continu : L'induit du moteur est alimenté par une tension continue V = 280V, par l'intermédiaire d'un hacheur, selon le schéma ci-contre. B-2.11. Quel composant électronique peut - on utiliser pour réaliser l'interrupteur H ? (0.5pt) …………………………………………………….. B-2.12. Qu’appelle- t-on cette diode ? (0.5pt) …………………………………………………….. A l'aide d'un oscilloscope, on relève les variations de la tension u en fonction du temps t : La figure suivante représente le chronogramme de la tension u(t) fournie par le hacheur série. temps : 0,1 ms par div. ; tension :20 V par div. u(t) 0 t Dossier pédagogique UNITE D’ASSEMBLAGE Page : 4/5 Quelle que soit la vitesse ; NOM : ……………………………….. PRENOM :…………………………. 4T1 B-2.13. A partir du chronogramme fourni par la figure ci-dessus, déterminer : B-2.13. 1.la période T de la tension u(t) ; (0.5pt) ………………………………………………………………………………………………………… B-2.13. 2. La fréquence de la tension u(t). (0.5pt) ………………………………………………………………………………………………………… B-2.13. 3. Le retard à l’amorçage t0 et le rapport cyclique  . (0.5pt) ………………………………………………………………………………………………………… B-2.13. 4. L’amplitude U de la tension u(t). (0.5pt) ………………………………………………………………………………………………………… B-2.13. 5. On note <u> la valeur moyenne de la tension u(t). Exprimer cette valeur moyenne <u> en fonction de  et de U. (voir dossier technique 2/4) (0.5pt) ………………………………………………………………………………………………………… B-2.13. 6. Donner la valeur numérique de <u> (0.5pt) ………………………………………………………………………………………………………… B-2.13. 7. Déterminer la valeur  que l’on doit donner au rapport cyclique pour obtenir la valeur moyenne <u> = 100 V aux bornes de l’induit du moteur. (0.5pt) ………………………………………………………………………………………………………… Dossier pédagogique UNITE D’ASSEMBLAGE Page : 5/5 uploads/s1/ dpe-dc3-4st-0708-abdaoui-mongi.pdf