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I-Etude du moteur à courant continu à excitation séparée L’induit de ce moteur

I-Etude du moteur à courant continu à excitation séparée L’induit de ce moteur à excitation séparée constante, de résistance R= 0,9Ω, est alimenté par une tension U réglable. 1- A vide, on relève U0 = 152v ; I0 = 2A et n0 = 1250 tr/min Calculer pour le fonctionnement à vide :  La f.c.é.m. E0 et en déduire la valeur des pertes collectives pc (0,25pt*2) …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………  Le moment du couple des pertes Tp (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 2- En charge nominale, l’induit appelle un courant d’intensité constante In = 22A. (Voir plaque signalétique au dossier technique page 5/5)  Donner en justifiant (sans calcul) la valeur de la f.c.é.m. : En (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………  Montrer que la vitesse de rotation n (tr/min) peut s’écrire n = E/K, calculer K. (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………  Calculer la valeur de la tension de démarrage Ud (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 3- La tension d’alimentation étant comprise entre 0 et 220v, déterminer l’équation des variations de n (en tr/min) en fonction de U (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 4- Montrer que le moment du couple électromagnétique Tém est constant et calculer sa valeur. (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 5- Le moment du couple des pertes Tp étant proportionnel à la vitesse de rotation n, montrer que l’équation de la caractéristique mécanique du moteur Tu = 25,21-0,001832.n avec n en tr/min (0,5pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 6- Ce moteur doit entrainer une charge dont la caractéristique mécanique est Tr = 0,0022.n + 21,7 avec n en tr/min. Calculer la vitesse du groupe ng et en déduire le moment du couple mécanique développé par le moteur. (0,5pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 7- Calculer le rendement du moteur lorsqu’il entraine cette charge. (0.5 pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ENSACHEUSE AUTOMATIQUE A ENGRAIS Dossier pédagogique Page 1 /4 D. R.E SOUSSE Lycée pilote Durée 2 heures FEV 2010-02-16 DEVOIR DE CONTROLE N°2 « Partie Electrique » Nom et prénom:……………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… II- Etude du hacheur La variation de vitesse du moteur à courant continu est assuré par un hacheur série représenté ci-dessous.  l’interrupteur K et la diode D sont supposés parfaits  La bobine de lissage assure une conduction ininterrompue  α: rapport cyclique : 0 ≤ α ≤1  k est fermé pour 0 < t <αT  k est ouvert pour αT < t < T  V0 = 220v et R= 0,9 Ω  Valeur moyenne <UL> = 0 1- Compléter la modélisation du hacheur série (0,8pt) 2- On donne l’allure du courant iD(t). Tracer sur la figure suivante iK(t), i(t) et U(t). (0,75pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 7- Pour quelle valeur de α a-t-on <n>= 870,53 tr.min-1. (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… III- Etude du moteur asynchrone triphasé ENSACHEUSE AUTOMATIQUE A ENGRAIS Dossier pédagogique Page 2 /4 …………………………………. ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… V0 iK i U(t) uL Um E R K iD D 20 iD t(ms) 24 20 iK t(ms) 24 20 i t(ms) 24 V0 U t(ms) 7 20 3- Calculer le rapport cyclique α (0,2pt) ……………………………………………………. 4- Calculer en Ampère et en utilisant la méthode des aires les valeurs moyennes et les ondulations des différents courants (0,25pt*6) <iD> ∆ iD <iK> ∆ iK <i> ∆ i 5- Exprimer la valeur moyenne de la tension d’induit <u> en fonction de α et V0. Calculer sa valeur. (0,25pt) ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………… 6- Montrer que la vitesse moyenne <n> en tr/min peut s’écrire sous la forme suivante : (1 pt) <n>= [(220.α)/0,12] - 165 ………………………………………………………… ………………………………………………………… Le réseau qui doit alimenter ce moteur est 220/380V-50 Hz A- Etude en régime nominal En se référant au dossier technique page 5/5 : 1/ Relever les grandeurs nominales suivantes du moteur (0,2pt*5) Facteur de puissance Rendement Tension Fréquence Puissance 2/ Quel est le mode couplage à réaliser ? Justifier. (0,5pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 3/ Calculer l’intensité du courant de ligne nominale In (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… 4/ Déterminer graphiquement les grandeurs suivantes (0,25pt*6) Vitesse nominale nn Vitesse de synchronisme ns Courant de démarrage Id Couple de démarrage Td Couple utile nominal Tun Courant absorbé à vide I0 B- Etude du moteur à vide En se référant au dossier technique page 5/5 : Un essai en courant continu à donné la résistance apparente du moteur : r = 1,5 Ω L’essai à vide donne : Pa0 = 200 W 1/ Calculer les pertes mécaniques pméc si les pertes magnétiques valent 105 W (0,5pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… C- Le moteur entraine le tapis roulant d’évacuation En se référant au dossier technique page 5/5 : 1/ Déterminer graphiquement pour le groupe (moteur + tapis roulant) les grandeurs suivantes (0,25pt*3) Vitesse de groupe n Couple utile Tu Courant de ligne I 2/ Calculer le glissement g (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… 3/ Calculer la puissance utile Pu (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… 4/ Calculer la puissance transmise au rotor Ptr (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 5/ Calculer les pertes joule au stator pjs (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 6/ Calculer la puissance absorbée par le moteur Pa (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 7/ Calculer le rendement du moteur pour ce régime de fonctionnement (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 8/ Calculer le facteur de puissance du moteur pour ce régime de fonctionnement (0,25pt) …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ENSACHEUSE AUTOMATIQUE A ENGRAIS Dossier pédagogique Page 3 /4 IV- Etude comparative 1/ Compléter le tableau suivant et accorder pour chaque moteur une note sur 10 points repartis comme suit : (0,1pt*20) TOR : une note indivisible (tout ou rien)  Couple de démarrage Td ≥ 21,7 Nm : sur 4 points (TOR)  Rendement industriel le plus proche de 1 : sur 3 points (TOR)  Dispositif de variation de vitesse le moins cher : sur 2 points (TOR)  Puissance absorbée minimale : sur 1 point (TOR) Moteur Td points Rendement Points Prix du variateur Points Puissance absorbée Points Notes sur 10 points Asynchrone triphasé A courant continu Moteur sélectionné ……………………………………………car ……………………………………………. V- Etude d’un système triphasé Le moteur asynchrone triphasé étudié précédemment est alimenté par onduleur DIGIDRIVE sur un réseau triphasé 220/380V Le moteur fonctionne en régime nominal (voir plaque signalétique page 5/5 du dossier technique) Le contacteur KM1 absorbe une puissance active PKM= 50 W sous un facteur de puissance cosφ=0,8 6/ Compléter le tableau suivant : (0,2pt*8) Eléments Désignations Rôles C DIGIDRIVE AU QS ENSACHEUSE AUTOMATIQUE A ENGRAIS Dossier pédagogique Page 4 /4 Ph2 Ph1 1/ Calculer la puissance active absorbée par le moteur PM (0,25pt) ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… 2/ Calculer la puissance réactive absorbée par le moteur QM (0,2pt) ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… 3/ Calculer la puissance réactive absorbée par le contacteur KM1 :QKM (0,2pt) ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… 4/ En déduire le courant de ligne 1 qui alimente toute l’installation (circuit de puissance et circuit de commande) (0,25pt) ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… C uploads/s1/ ds2-4st-2020-elec.pdf