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1 BTS MAI 2 EXERCICES : planche 9 Exercice 1 : Enre la sorie du secondaire d un ransformaeur e l indui d un moeur à couran coninu, on place un pon de diodes (voir schéma). La valeur efficace de la ension sinusoïdale à l enrée du pon es U 2 = 53,5 V. i 2 D 1 D 2 i Réseau 50 Hz u 1 u 2 u M D 4 D 3 1. Quel es le rôle du monage dans le cadre en poinillés? 2. Quel élémen doi-on uiliser pour lisser le couran de l indui du moeur? Doi-on le brancher en série ou en parallèle de l indui? Dans la suie nous supposerons que ce élémen es présen. 3. Commen visualiser la ension u aux bornes du moeur à couran coninu (indiquer les branchemens). 4. Donner deux manières de visualiser une image du couran i dans le moeur à couran coninu (faire dans chaque cas un schéma du monage). u 2 5. Sur le graphe ci-join racer en concordance de emps la ension u 2, la ension u e l allure des courans i e i 2 dans l hypohèse d un lissage parfai. Graduer l axe des abscisses de chaque graphe. 6. Indiquer quelles son les diodes qui conduisen pendan la première demi-période e pendan la seconde demi-période. 7. Calculer la valeur de la ension moyenne redressée <U>. On rappelle que <U> = 2 U 2MAX /π. Quel appareil de mesure doi-on uiliser pour mesurer <U>? u i i 2 M. Dedieu ; Lycée J.Perrin (95) 1 hp://maphysiqueappliquee.free.fr

2 Exercice 2 : Figure 1 Figure 2 Afin de régler la ension aux bornes de l'indui du moeur à couran coninu à exciaion séparée (éudié dans la parie précédene), on uilise un pon ou hyrisors (Figure 1). Le moeur ravaille à exciaion consane. En série avec l'indui du moeur on a placé une bobine. Quel es son rôle? On donne sur le documen réponse (Figure 3), l'allure de la ension d'alimenaion à l'enrée du pon u A () e de l'inensié i() raversan le moeur. u A = U max sin ω avec U max = 400 V. L'angle de reard à l'amorçage es noé δ. Sur la figure 3 : préciser, en les hachuran, les inervalles de conducion de chacun des hyrisors ; racer l'allure de la ension us() en sorie du pon redresseur ; racer l'allure de l'inensié i TH1 () du couran qui raverse le hyrisor TH 1 ; racer l'allure de l'inensié i A () du couran qui raverse l'enroulemen secondaire du ransformaeur d'alimenaion. On donne (Figure 2) le modèle équivalen de Thévenin de la charge (indui du moeur à couran coninu e bobine). On noe E la fém du moeur, R T la résisance oale du circui de charge du pon redresseur e L l'inducance oale de l'ensemble moeur e bobine. Ecrire la relaion enre les grandeurs insananées donnan us en foncion de i, u L, e E. En déduire la relaion enre les valeurs moyennes <us> de la ension us e <i> de l'inensié i (on rappelle qu'en conducion ininerrompue, <us> = (2U max.cosδ)/π e on donne R T = 2,0 Ω). Pour <i> = 15 A e E = 211 V, calculer la valeur de l'angle d'amorçage δ. Le monage foncionne dans les condiions précédenes. Compléer le schéma (figure 4), en précisan les polariés si nécessaire ainsi que les grandeurs caracérisiques (ype d'appareil, foncion, mode, calibre uilisé) du maériel uilisé, afin de visualiser à la fois l'allure de la ension us() e l'allure de l'inensié i() ; Mesurer à la fois la valeur moyenne <i> de l'inensié i, la valeur efficace de l'inensié i A (non sinusoïdale) e la valeur efficace de la ension alernaive sinusoïdale u A M. Dedieu ; Lycée J.Perrin Figure (95) 4 2 hp://maphysiqueappliquee.free.fr

3 M. Dedieu ; Lycée J.Perrin (95) hp://maphysiqueappliquee.free.fr 3

4 Exercice 3 : BTS 1999 (exrais) IV) Éude du variaeur e de sa commande (4 poins) : L indui du moeur es en série avec une bobine d inducance L, supposée parfaie. La ension u () du seceur, alimene le pon mixe redresseur (f = 50 Hz, U = 220 V). Le circui de commande envoie des impulsions de gâchee sur chaque hyrisor e l angle de reard à l amorçage θ es proporionnel à la ension de commande u c. Pour u c = 10 V on obien θ = 180 degrés. 1) On considère dans oue la suie du problème un foncionnemen du moeur en régime permanen pour lequel la conducion es ininerrompue. a - Ecrire la relaion enre v () e i (). b - En déduire la relaion enre V moy (valeur moyenne de v ()) e I moy (valeur moyenne de i ()), E' e R. c - On rappelle que E = K.n. En déduire l expression de n en foncion de V moy, I moy, K e R. 2) Calculer n pour I moy = 2,6 A e V moy = 100 V. 3) L ordinaeur envoie sur le por de sorie un mo binaire (S) consiué de hui bis, auquel es associé un nombre décimal noé N D. La ension u c à la sorie du converisseur numérique-analogique (C.N.A.) es proporionnelle à N D. Au mo binaire (S) = (nombre décimal associé N D = 255) correspond en sorie u cmax = 9,96 V. On suppose que l ordinaeur envoie le mo binaire (S) = , en déduire : a - le nombre décimal associé ; b - les valeurs correspondanes de u c e de l'angle de reard θ. M. Dedieu ; Lycée J.Perrin (95) 4 hp://maphysiqueappliquee.free.fr

5 Exercice 4 : BTS 2006 (exrais) I-ETUDE DU PONT REDRESSEUR COMMANDE ( 4,5 poins) Il s'agi du pon mixe de la figure 1. - Le seceur délivre la ension sinusoïdale u de valeur efficace U = 230 V e de fréquence f = 50 Hz. - Les hyrisors T1 e T2 ainsi que les diodes D1 e D2 son idéaux. Ils se comporen comme des inerrupeurs: ferméq lorsqu'ils son passans ou ouvers lorsqu'ils son bloqués. - L'inducance de lissage L a une valeur suffisammen élevée pour que l'on admee que l'inensié du couran I M es coninue. - On donne les chronogrammes de uc e I M sur le documen-réponse( voir ci-dessous). - θ représene l'angle d'amorçage des hyrisors.il sera exprimé en radian. -On rappelle l'expression de la valeur moyenne de uc: <uc> = U cmax ( 1 + cos θ) / π. I-1.La commande de gâchee des hyrisors perme de faire varier θ enre 0 e π rad. Enre quelles limies la valeur moyenne de uc peu elle varier? I-. Hachurer, sur le ableau du documen-réponse( voir ci-dessous), les inervalles de emps pendan lesquels les élémens T1, T2, D1, e D2 son respecivemens passans. I-3.Dans le cas du chronogramme de uc, du documen réponse( voir ci-dessous), déerminer la valeur de θ puis calculer la valeur moyenne de uc. I-4.Indiquer une méhode expérimenale pour mesurer <uc>. M. Dedieu ; Lycée J.Perrin (95) 5 hp://maphysiqueappliquee.free.fr

6 M. Dedieu ; Lycée J.Perrin (95) 6 hp://maphysiqueappliquee.free.fr

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