Série 4 : Commande de machines

Série 4 : Commande de machines : cette publication contient série d’exercices N°=4 qui consiste à démontrer les notions qui sont vues dans les cours commande de machines.

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Exercice 01 :

Un circuit redresseur commandé (thyristor) alimente l’induit d’un moteur à CC a excitation séparée kφ= 1,44, et Ra = 0,86 ohms. Lorsque Ia = 40 ampères, la vitesse est de 150 rad / s.

1. Dessiner ce circuit, y compris le redresseur et le moteur.
2. Quelle est la tension CC effective aux bornes de l’induit du moteur dans ces conditions.

Exercice 02 :

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 = ic_moy = 2A.

1. Tracer uc(t), ic(t) et u_M(t). Préciser dans chaque intervalle la conduction des diodes et la relation entre uc(t) et u(t).

2. Calculer uc_moy, Pc (puissance dans la charge) et E.

3. Tracer les graphes de i_d2(t) et u_d2(t).

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.

Exercice 03 :

Un MCC a excitation séparée fonctionne à 100 tr/min et fournit un couple nominal lorsqu’on lui applique une tension de 50 volts, le courant d’induit est de 10A. La résistance d’induit est R_a=1 ohm. Un circuit de découpage commandé par thyristor est utilisé pour réduire la tension appliquée à 40 volts, à flux de champ constant, afin de piloter une charge à 75% du couple nominal. Le temps de conduite T_on de ce circuit est fixé à 0,2 seconde.

• Calculer la vitesse du moteur à 40 volts et le temps de blocage T_off du circuit de découpage.

Exercice 04 :

Un pont redresseur tout thyristor est alimenté par le réseau qui fournit une tension efficace U = 400 V et de fréquence 50 Hz.

• On admet que le courant Ic fourni par le pont à thyristors est parfaitement lissé grâce à l’inductance L_F (I_C = constante).

1. Pour 𝛹 = 𝜋/3,présenter 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 > 𝜋/2 si on parvient, en modifiant le dispositif, à maintenir constant le courant I_C ?
4. Pour 𝛹 = 𝜋/3 et Ic = 40A. Calculer la valeur efficace I du courant fournit par le réseau.

On place à la sortie du pont précédent une diode de « roue libre » D_RL. La tension sinusoïdale du réseau est inchangée (U = 400 V ; f = 50 Hz).

• On admet encore que le courant I_C fourni par le pont à thyristors est parfaitement lissé grâce à L_f.

5. Pour 𝛹 = 𝜋/2 représenter la tension Uc à la sortie du pont en indiquant les composants passants et le courant 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.

Exercice 05 :

On alimente un petit moteur à courant continu, à excitation séparée, via un redresseur en pont monophasé semi-commandé. L’alimentation est de 240 sin(wt), le courant d’induit est de 5 A et les thyristors s’amorcent avec un retard de 30°.

• Tracer les formes d’ondes de la tension et du courant aux bornes d’induit du moteur.
• Déterminer la vitesse du moteur pour un couple de 1,8 N.m, sachant que la résistance d’induit est de 6 Ω.

Série 4 : Commande de machines