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Sciences Industrielles pour lIngnieur

1- HACHEUR SERIE POUR PORTAIL ELECTRIQUE

Prsentation Le support de cet exercice est un portail automatique de garage collectif dans un immeuble. Le synoptique concernant la partie lectrique et une vue d'ensemble sont donns.

Etude du hacheur srie pilotant le moteur La tension d'alimentation est constante et vaut Vs = 210 V. D est une diode idale sans seuil. K est un interrupteur parfait command par une tension.

On note le rapport cyclique de commande de ce hacheur et T = 0,1 ms est la priode de fonctionnement.

- pour t [0 ; T], K est ferm

- pour t [T ; T], K est ouvert.

On considre (cest une hypothse simplificatrice) que la tension aux bornes du moteur est gale sa f.e.m E qui est proportionnelle la vitesse de rotation du moteur : E = k.N avec k = 5,25.10

-2 V/(tr.min

-1).

On suppose que l'intensit i du courant ne s'annule jamais et varie entre les valeurs minimale et maximale Im et IM.

1/ Dterminer l'expression de i(t) pour t [0 ; T] puis t [T ; T].

2/ Reprsenter les allures de vD(t) et i(t) sur le document rponse.

3/ Exprimer la valeur moyenne de la tension vD(t) en fonction de et Vs. En dduire la relation entre E, et Vs.

4/ Exprimer l'ondulation de courant i = IM Im en fonction de , Vs, L et T.

5/ Reprsenter l'allure de i en fonction de .

6/ Pour quelle valeur de l'ondulation de courant est-elle maximale ? Calculer (i)max.

7/ Dterminer la valeur de qui permet de rgler la vitesse de rotation N = 1000 tr.min-1

.

8/ Reprsenter les allures de iD(t) et iK(t) sur le document rponse et exprimer leurs valeurs moyennes respectives en fonction de , Im et IM. Systme de relais En ralit, le hacheur n'alimente pas directement le moteur : on intercale comme indiqu sur la figure ci-aprs un systme de relais pilot par un interrupteur command par une tension v3.

Au repos, lorsque la tension aux bornes de la bobine est nulle, les interrupteurs sont dans la position reprsente sur la figure. Lorsque la tension aux bornes de la bobine est gale 12 V, les interrupteurs sont dans l'autre position.

9/ Quelle est l'utilit de ce systme de relais ?

TP

Centre dIntrt 5 : DISTRIBUER

l'nergie

LES CONVERTISSEURS STATIQUES DE PUISSANCE Hacheurs

COURS

TD

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2- ETUDE DUN MONTAGE HACHEUR PARALLELE

On considre une application o une machine courant continu fonctionne en gnratrice. Sur le montage fourni ci-dessous, H dsigne un interrupteur commandable louverture et la fermeture. On se place en rgime permanent de fonctionnement :

De t0 = 0 t1 = 2.T/3 : H est ferm ; de t1 = 2.T/3 t2 = T : H est ouvert. On prcise les valeurs des composants et de la priode : E = 48 V ; L = 25 mH ; T = 0,5 ms.

1/ Quel est ltat de la diode D lorsque H est ferm ? 2/ Comment volue le courant is(t) durant cette phase ? On supposera connue la valeur du courant linstant t0 = 0 : is(t0) = Imin = 12 A. 3/ Lorsque linterrupteur H est ouvert, que vaut la tension uH ? Reprsenter les allures de uH et de is(t) pour lintervalle t1 t2. 4/ Exprimer la valeur moyenne de la tension aux bornes de H, et en dduire la valeur de Ec. 5/ Calculer londulation de is. Quelle est sa valeur maximum ?

Gnratrice