Modéliser, Expérimenter et Résoudre afin de choisir un Moteur à Courant Continu. CMCC TSI1 TSI2 Contrôle, type et comportement temporel d une MCC

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1 Cours 2 1. Conrôle d une MCC a. Quadrans de foncionemen Convenionnellemen lorsque La fem E e le couran d indui moyen <Ia> son posiifs, la machine foncionne dans le premier quadran en mode moeur. L inversion d un de ces deux ermes perme d obenir un mode généraeur (Quadrans 2 ou 4). L inversion simulanée des 2 ermes perme d obenir un foncionnemen moeur avec un sens de roaion inversé (Quadran 3). CMCC TSI1 TSI2 Conrôle, ype e comporemen emporel d une MCC Cycle 13 : Modéliser, Expérimener e Résoudre afin de choisir un Moeur à Couran Coninu X Période Durée : 1,5 h X Le foncionnemen en mode généraeur nécessie une charge mécanique enraînane soi : poncuellemen par resiuion d énergie cinéique ou poenielle lors respecivemen d un freinage ou de la descene d une charge mécanique (levage). En permanence lors d un enraînemen par un couple moeur exérieur (éolienne, urbine ). L accès à ces différens poins de foncionnemens dépend foremen de l élecronique de puissance (hacheur) e de conrôle qui son associées à la MCC. M é h o d e B Idenifier les quadrans de foncionnemens A parir des signes de U, I (ou V, F ou Ω, C) on peu déerminer le quadran de foncionnemen. Si U e I ( V, F ; Ω, C) son du même signe posiif alors c es le quadran 1 moeur. Si U e I ( V, F ; Ω, C) son du même signe négaif alors c es le quadran 3 moeur. Si U e I ( V, F ; Ω, C) son du même signe opposé e que U (V, Ω) son posiif alors c es le quadran 4 généraeur. Si U e I ( V, F ; Ω, C) son du même signe opposé e que U (V, Ω) son négaif alors c es le quadran 2 généraeur. Analyser Modéliser Résoudre Expérimener Concevoir Réaliser Communiquer Proposer un modèle de connaissance e de comporemen B Idenifier les quadrans de foncionnemens Analyser Modéliser Résoudre Expérimener Concevoir Réaliser Communiquer Procéder à la mise en œuvre d une démarche de résoluion analyique C2.1.1 Prévoir les réponses emporelles des sysèmes linéaires du premier ordre C2.5.4 Déerminer le veceur accéléraion d un poin d un solide par rappor à un aure C Déerminer le poin de foncionnemen Lycée Jules Ferry Cannes Crédis Denis Guérin Page 1 sur 5 TSI1

2 b. Réglage de la viesse C Déerminer le poin de foncionnemen i. Expression de la viesse L'expression de la viesse du moeur es obenue à parir de la relaion donnan sa f.e.m. E = K. Φ. Ω R/S () e de la loi des mailles en convenion récepeur. Ω R/S () = U A R A I A KΦ Les paramères agissan sur la viesse du moeur son donc : - La ension d'alimenaion de l'indui, - Le flux d'exciaion de la machine, Le erme Ra.Ia éan pei devan Ua, le couran Ia influence peu la viesse. ii. Réglage par la ension d indui L'acion sur la ension Ua n'affece pas le couple élecromagnéique (T E = KΦIa) e si on néglige l'influence le erme Ra.Ia devan Ua, on consae que la viesse es proporionnelle à la ension d'alimenaion de l'indui. Le mode de réglage de la viesse es à COUPLE CONSTANT iii. Réglage par le flux (défluxage) L éude des relaions donnan le couple (T E = KΦIa ) e la viesse (Ω R/S () = U A R A I A KΦ ) monre que l'augmenaion de viesse (quand Φdiminue) es obenue au dérimen du couple qui baisse dans les mêmes proporions. Le mode de réglage de la viesse es à PUISSANCE CONSTANTE iv. Réglage du couple La machine à couran coninu rese commandée par la ension d indui mais la sraégie de piloage es déerminée par le couran. Par exemple, pour mainenir le couple consan sur une charge, on mesure le couran de l indui e on consrui une commande qui perme de mainenir cee valeur consane. La commande va élaborer la valeur de la ension d indui nécessaire à cee sraégie. Lycée Jules Ferry Cannes Crédis Denis Guérin Page 2 sur 5 TSI1

3 2. Différens ype de machine à couran coninu On peu classer les Machine à Couran Coninu par le ype de soluion echnique uilisée pour créer le champ induceur. a. Exciaion indépendane L'induceur es alimené par une source indépendane. Grande souplesse de commande. Uilisé en milieu indusriel, associé avec un variaeur élecronique de viesse e surou sous la forme moeur d'asservissemen. Large gamme de viesse. Machines ouils : Moeur de broche, d'axe. b. Exciaion par aiman permanen On rerouve les caracérisiques de l exciaion indépendane sans acion possible sur le flux. Les machines ne pourron pas dépasser la viesse limie fixée par la ension d alimenaion maximale. Le développemen de la echnologie des aimans a permis la réalisaion de machines de quelques mw à quelques kw. c. Exciaion série : moeur universel Démarrage fréquen avec couple élevé ; couple diminuan avec la viesse. Tracion ferroviaire, palans, pons roulans, venilaeurs, pompes cenrifuges. Pouvan êre alimené en couran alernaif, il ser à enraîner les appareils élecroménagers pour lesquels une grande viesse es requise (moulin à café, aspiraeur, perceuse...). d. Exciaion parrallèle : moeur universel La mise en parallèle des 2 enroulemens perme d alimener une MCC sous ension alernaive. Il s agi alors d un moeur universel. L inversion simulané du flux e de la ension Ua donne oujours le même signe pour le couple donc le sens de roaion. Il suffi de feuilleer le circui magnéique pour réduire les peres fer de cee machine. Elecroménager, ouillage poraif Lycée Jules Ferry Cannes Crédis Denis Guérin Page 3 sur 5 TSI1

4 3. Comporemen emporel de la machine à couran coninu C2.1.1 Prévoir les réponses emporelles des sysèmes linéaires du premier ordre Lycée Jules Ferry Cannes Crédis Denis Guérin Page 4 sur 5 TSI1

5 4. Rappel : Mouvemen, Accéléraion e Viesse a. Mouvemen de ranslaion reciligne Un solide a un mouvemen de ranslaion reciligne si ous les poins de ce solide décrive des droies parrallèle. i. Mouvemen de ranslaion reciligne uniforme (MRU) Un mouvemen es di en ranslaion reciiligne uniforme lorsque la viesse rese consane au cours du emps. V V = cse a = 0 i. Mouvemen de ranslaion reciligne uniformémen accélérer (MRUA) a = cse V = a. + V( = 0) V V1 a = V1 V Lycée Jules Ferry Cannes Crédis Denis Guérin Page 5 sur 5 TSI1