Sciences Industrielles pour l’I l’Ingénieur Centre d’Intérêt
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LES CONVERTISSEURS STATIQUES DE PUISSANCE Hacheurs – – Hacheurs
DISTRIBUER l'énergie
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COURS TP TD
HACHEUR SERIE POUR PORTAIL ELECTRIQUE
Présentation Le support de cet exercice est un portail automatique de garage collectif dans un immeuble. Le synoptique concernant la partie électrique et une vue d'ensemble sont donnés. Etude du hacheur série pilotant le moteur La tension d'alimentation est constante et vaut Vs = 210 V. D est une diode idéale sans seuil. K est un interrupteur parfait commandé par une tension. On note le rapport cyclique de commande de ce hacheur et T = 0,1 ms est la période de fonctionnement. - pour t - pour t
[0 ; T], K est fermé [ T ; T], K est ouvert.
On considère (c’est une hypothèse simplificatrice) simplificatrice ) que la tension aux bornes du moteur est égale à sa f.e.m E qui est proportionnelle à la vitesse de -2 -1 rotation du moteur : E = k.N avec k = 5,25.10 V/(tr.min ). On suppose que l'intensité i du courant ne s'annule jamais et varie entre les valeurs minimale et maximale Im et IM.
1/ Déterminer l'expression de i(t) pour t [0 [0 ; T] T] puis t [ [ T ; T]. 2/ Représenter les allures de v D(t) et i(t) sur le document réponse. 3/ Exprimer la valeur moyenne de la tension v D(t) en fonction de et et Vs. En déduire la relation entre E, et et Vs. 4/ Exprimer l'ondulation de courant i = IM – I Im en fonction de , Vs, L et T. 5/ Représenter l'allure de i en fonction de . l'ondulation de courant est-elle maximale ? Calculer ( i)max . 6/ Pour quelle valeur de l'ondulation -1
qui permet de régler la vitesse de rotation à N = 1000 tr.min . 7/ Déterminer la valeur de qui sur le document réponse et exprimer leurs valeurs moyennes respectives en fonction de , Im 8/ Représenter les allures de i D(t) et i K K(t) et IM.
Système de relais En réalité, le hacheur n'alimente pas directement le moteur : on intercale comme indiqué sur la figure ci-après un système de relais piloté par un interrupteur commandé par une tension v3. Au repos, lorsque la tension aux bornes de la bobine est nulle, les interrupteurs sont dans la position représentée sur la figure. Lorsque la tension aux bornes de la bobine est égale à 12 V, les interrupteurs sont dans l'autre position.
9/ Quelle est l'utilité de ce système de relais ?
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ACHEUR ETUDE D’UN MONTAGE H
PARALLELE
On considère une application où une machine à courant continu fonctionne en génératrice. Sur le montage fourni ci-dessous, H désigne un interrupteur commandable à l’ouverture et à la fermeture. On se place en r égime permanent de fonctionnement :
De t0 = 0 à t1 = 2.T/3 : H est fermé ; de t1 = 2.T/3 à t2 = T : H est ouvert.
Génératrice
On précise les valeurs des composants et de la période : E = 48 V ; L = 25 mH ; T = 0,5 ms.
1/ Quel est l’état de la diode D lorsque H est fermé ? 2/ Comment évolue le courant is(t) durant cette phase ? On supposera connue la valeur du courant à l’instant t 0 = 0 : is(t 0 ) = Imin = 12 A. 3/ Lorsque l’interrupteur H est ouvert, que vaut la tension u H ? Représenter les allures de u H et de is(t) pour l’intervalle t 1 à t 2. 4/ Exprimer la valeur moyenne de la tension aux bornes de H, et en déduire la valeur de Ec. 5/ Calculer l’ondulation de is. Quelle est sa valeur maximum ?
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