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Commande Avancée des Machines Électriques UNIVERSITE DE DOUALA FGI DE DOUALA TR

Commande Avancée des Machines Électriques UNIVERSITE DE DOUALA FGI DE DOUALA TRAVAUX DIRIGES E.C : COMMANDE AVANCEE DES MACHINES ELECTRIQUES Année Scolaire : 2018/2019 Crédit : 04 Niveau : ROI 5 Durée : Enseignant : M. NDOUMBE MATEKE Max NB : Deux pages de notes de cours autorisés I. A partir d’un synoptique d’entrainement à vitesse variable, expliquer la problématique de la commande électronique des machines électriques tournantes. II. Etude d’un entrainement à vitesse variable d’un moteur à courant continu Le pont de Graetz, donné à la figure 1.1, est raccordé par l’intermédiaire d’un transformateur à une source triphasée de tension de ligne 420V-50hz. Le rapport de transformation du même noyau est de 0,6. La charge est un moteur à courant continu à excitation séparée de résistance 1,5ohms, de FEM 220V à la fréquence de rotation 1800tr/mn. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Université de Douala _ENSET (GEL 5) _ Max NDOUMBE Commande Avancée des Machines Électriques L’inductance du moteur est de 5mH et celle de la bobine de lissage 20mH, suffisamment grande pour produire un courant lissé. On suppose un fonctionnement idéal du transformateur ainsi que II.1. Pour un angle d’amorçage de 45°, trouver les valeurs numériques de la tension aux bornes du moteur et le courant le traversant à 1800 tr/mn ainsi que son couple moteur. II.2. Calculer la valeur efficace du courant dans un fil de phase au secondaire du transformateur ainsi que le facteur de puissance dans les conditions de la question II.1. II.3. On veut entrainer la machine à 1200tr/mn en maintenant le couple de la question II.1 constant. Quelle est la FEM à vide du moteur à cette vitesse ? Calculer l’angle d’amorçage approprié. Dans quel quadrant fonctionne le moteur ? Justifier votre réponse. II.4. On opère le freinage du moteur en lui appliquant une vitesse de -1200tr/mn. Calculer l’angle d’amorçage approprié. Dans quel quadrant fonctionne le moteur ? Justifier votre réponse. II.5. On remplace le pont triphasé précédent par un moteur mixte, reprendre les questions II.1 à II.2. Commenter vos réponses. II.6. Dans une commande quatre quadrants, le moteur précédent décrit les courbes de vitesse et couple de la figure 1.2 ci-dessous. On donne : t1=6s ; t2=20s ; t3=22s ; t4=30s ; t5=36s ; t6=50s et t7=52s. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Université de Douala _ENSET (GEL 5) _ Max NDOUMBE Commande Avancée des Machines Électriques II.6.1. Calculer le moment d’inertie du moteur Figure 1.2 : Courbes de vitesse et de couple électromécanique d’un moteur CC II.6.2. Pour chaque intervalle : II.6.2.1. Préciser le régime de fonctionnement de la machine II.6.2.2. Indiquer le quadrant de fonctionnement II.6.2.3. Ecrire l’expression temporelle de la vitesse II.6.2.4. Citer le ou les convertisseurs pouvant commander la machine. II.7. Le moteur commandé par le pont triphasé tout thyristors est régulé en vitesse et en courant. Des régulateurs PI placés en cascade sont alors utilisés. On admettra que les gains du tachymètre et de la sonde de courant sont unitaires. On admettra aussi que la fonction de transfert du redresseur est un gain. Le coefficient de friction est B=0,001. La tension nominale du moteur correspond à la tension maximale d’alimentation du pont à 1800tr/mn. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Université de Douala _ENSET (GEL 5) _ Max NDOUMBE Commande Avancée des Machines Électriques II.7.1. Expliquer pourquoi il n’est pas cohérent dans cette commande d’utiliser un système de premier ordre pour le moteur ? II.7.2. Tracer le schéma bloc détaillé et complet du système en boucle ouverte. II.7.3.En choisissant le modèle pratique du régulateur PI pour le courant induit et la vitesse, utiliser la technique de remplacement des pôles par les zéros pour déterminer les constantes de temps des régulateurs. II.7.4.Proposer une technique de détermination des gains de chacun des régulateurs ainsi utilisés. II.7.5. Donner les allures courant et vitesse du moteur en vous proposant un profil de vitesse correspondant à au profil de couple donné plus haut. III. Simuler le système dans un environnement virtuel de votre choix et faites des commentaires. Bonne chance à tous !!! NMM ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Université de Douala _ENSET (GEL 5) _ Max NDOUMBE Commande Avancée des Machines Électriques ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Université de Douala _ENSET (GEL 5) _ Max NDOUMBE uploads/Industriel/ commande-roi5.pdf