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1 UM5 ENSET RABAT TP Electrotechnique S2 FI-EEIN 2020-2021 Objectif : Détermine

1 UM5 ENSET RABAT TP Electrotechnique S2 FI-EEIN 2020-2021 Objectif : Déterminer les caractéristiques électromécaniques du moteur à courant continu en fonction de la charge. L'étudiant doit : - Etablir le schéma de simulation - Relever et interpréter les caractéristiques électromécaniques - Conclure et justifier les relevés par rapport aux attendus du cours 1- Présentation du groupe machine disponible au laboratoire de l’école : Dans les conditions normales, ce TP se fait dans le laboratoire d’électrotechnique (salle 14) à l’ENSAM de rabat. La pandémie de Covid 19 ne nous permet pas, jusqu’à l’heure actuelle, de travailler en présentiel. En attendant des jours meilleurs, nous disposons des outils de simulation, qui ne remplacent pas l’aspect pratique, mais qui peut être considérée comme l’ultime solution. Pour vous mettre dans la réalité, je vous présente dans les pages 5 et 6 les images de la salle de TP et des machines sur lesquelles vous auriez pu travailler en présentiel. 2- Introduction : Il s’agit, dans ce TP, de faire la modélisation et la simulation d’un moteur à courant continu à excitation séparée entrainant une charge mécanique imposant un couple résistant TL. Pour ce faire, nous utiliserons le logiciel MATLAB auquel est intégré l'outil SIMULINK qui est une plate-forme de simulation multi-domaine et de modélisation de systèmes dynamiques. Il fournit un environnement graphique et un ensemble de bibliothèques contenant des blocs de modélisation qui permettent le design précis, la simulation, l’implémentation et le contrôle de systèmes de communications et de traitement du signal. 3- Principe : Dans le cadre de la modélisation, la machine à courant à continu prend la forme d’un masque représenté par le bloc simplifié de la figure 1 : Figure 1 : bloc MCC sous Simulink - Le circuit de l’induit est repéré par les bornes A+ et A-, - Le circuit d’excitation (inducteur) est repéré par les bornes F+ et F-, - A l’entrée TL , on applique le couple de la charge, TP 1 : Moteur à courant continu à excitation séparée 2 UM5 ENSET RABAT TP Electrotechnique S2 FI-EEIN 2020-2021 - La sortie m est destinée pour la mesure et l’observation des variables d’état de la machine dans l’ordre suivant : la vitesse angulaire, le courant dans l’induit, le couple électromagnétique et le courant inducteur. 4- Matériel utilisé : - Une machine à courant continu : DC machine (bibliothèque SimPower System Blockset/Machines) ; - Deux sources de tension continue : DC Voltage Source (Sim Power System Blockset / Electrical Sources) ; - Un bloc Moment pour fournir le couple de charge (blocs Gain ou Step de la bibliothèque Simulink / Sources) ; - Un bloc Demux à 4 sorties pour avoir accès aux 3 paramètres de la MCC (disponible dans la bibliothèque Simulink/ Commonly Used Blocks) et un bloc Mux à deux sorties. - 4 blocs display pour afficher les valeurs des différentes grandeurs (bloc display disponible dans la bibliothèque Simulink/sinks). 5- Déroulement du TP : 4.1. Réglages : Pour faire la simulation, réaliser le modèle de la figure 2 : Figure 2 3 UM5 ENSET RABAT TP Electrotechnique S2 FI-EEIN 2020-2021 Régler le modèle de la machine comme le montre la boite de dialogue suivante : On effectue enfin les derniers réglages sur le schéma de la figure 2 en réduisant le temps de simulation de 10 à 0.5 seconde. 4.2. Calcul préliminaire : La plaque signalétique de la machine utilisée donne les informations suivantes : Puissance : 5 HP, tension induit : 240V ; tension inducteur : 300V, vitesse : 1750 tr/min. 1- Calculer la puissance de la machine en KW ; 2- Déterminer la valeur du couple nominal Tun de la machine. 4.3. Fonctionnement nominal : On règle les tensions induit à 240V et la tension inducteur à 300V. La valeur du couple de charge est réglée à 20 Nm. Faire les mesures nécessaires et remplir le tableau suivant : Vitesse N(tr/min) Courant induit I(A) Courant inducteur Iex(A) Puissance utile Pu(W) Puissance absorbée Pa(W) Rendement η (%) 4 UM5 ENSET RABAT TP Electrotechnique S2 FI-EEIN 2020-2021 4.4. Caractéristiques électromécaniques : La machine est toujours alimentée par les tensions induit et inducteur nominales , on fait varier le couple de charge de la marche à vide à la pleine charge. Faire les mesures nécessaires et remplir le tableau suivant : Couple TL (Nm) Vitesse N(tr/min) Courant induit I(A) Tracer les caractéristiques suivantes : - Couple en fonction de la vitesse ; - Couple en fonction du courant induit. Interpréter et justifier les courbes obtenues. 5. Rédaction d’un compte-rendu : Rédiger un compte-rendu détaillé dans lequel vous devez : - Rappeler le fonctionnement du moteur à courant continu à excitation séparée en explicitant les différentes relations électriques, mécaniques et électromécaniques de la machine ; - Rappeler l’allure des différentes caractéristiques du moteur à excitation séparée. - Présenter les différentes courbes obtenues lors de la simulation ; - Interpréter et justifier tous les résultats obtenus. 5 UM5 ENSET RABAT TP Electrotechnique S2 FI-EEIN 2020-2021 Photo salle 14 (Laboratoire d’électrotechnique) 6 UM5 ENSET RABAT TP Electrotechnique S2 FI-EEIN 2020-2021 Photo groupe machines à courant continu Sortie de la génératrice tachymétrique Les bornes de l’induit du moteur à courant continu Les bornes de l’inducteur du moteur à courant continu Les bornes de l’inducteur de la génératrice à courant continu Les bornes de l’induit de la génératrice à courant continu 7 UM5 ENSET RABAT TP Electrotechnique S2 FI-EEIN 2020-2021 uploads/Industriel/ tp-mcc-2020-2021.pdf