ÉLECTROTECHNIQUE (0,2 kw) ASSISTÉ PAR ORDINATEUR MODÈLE 8006

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1 Électrotechnique SYSTÈME DIDACTIQUE EN 0,2 kw ÉLECTROTECHNIQUE (0,2 kw) ASSISTÉ PAR ORDINATEUR DESCRIPTION GÉNÉRALE (CBL), ou sous forme de copie papier. Pour les applica- tions particulières, le matériel pédagogique n'est dispo- nible que sous forme de copie papier. Mis au point par des enseignants afin de répondre à des besoins relatifs à l'enseignement d'applications industrielles de l'électricité, ce programme a été conçu dans le but d'atteindre les objectifs pédagogiques suivants: 1) Ce système a été conçu pour de l'équipement pédagogique basse puissance (0,2 kw ou 1/4 hp) permettant aux étudiants de comprendre et de faire fonctionner de façon sécuritaire de l'équipement industriel. 2) Une attention particulière aux détails d'ingénierie assure l'obtention en laboratoire de résultats faciles à comprendre, de données faciles à observer et de Le Système didactique en électrotechnique (0,2 kw) assisté par ordinateur, modèle 8006, est un programme modulaire moderne permettant de nouvelles opportunités d'observation en laboratoire lors de l'étude de l'électricité. Présenté sous forme de sous-système de base et d'applications particulières, ce programme permet l'utilisation de différentes techniques utilisées dans les réglages industriels pour générer et utiliser l'énergie électrique. Le système de base porte sur les éléments de circuits, les transformateurs et les machines ca/cc courantes, alors que les applications particulières portent sur des machines et de l'équipement moins courants. Le matériel pédagogique accompagnant le système de base comporte deux manuels de l'étudiant informatisés, pour l'enseignement assisté par ordinateur LAB-VOLT SYSTEMS, INC., P.O. BOX 686, FARMINGDALE, NJ 07727, U.S.A., (732) / 800-LAB-VOLT, FAX: (732) , us@labvolt.com LAB-VOLT LTD/LTÉE, 2120 RUE LAVOISIER, SAINTE-FOY, QUÉBEC, CANADA, G1N 4B1, (418) / 800-LAB-VOLT, FAX: (418) , ca@labvolt.com INTERNET: http: //

2 SYSTÈME DIDACTIQUE EN ÉLECTROTECHNIQUE (0,2 kw) ASSISTÉ PAR ORDINATEUR données qui, lorsqu'introduites dans des formules, produisent des résultats qui confirment les lois régissant l'électricité plutôt que de les infirmer, tout en permettant une marge d'erreur relativement importante. 3) Faisant partie d'un programme modulaire, le matériel pédagogique et le plan d'études offrent aux enseignants une flexibilité maximale, en leur permettant de sélectionner et d'adapter les cours ainsi que les expériences en fonction des besoins spécifiques des étudiants et des objectifs pédagogiques. Mesures Toutes les mesures sont effectuées au moyen du nouveau Système d'acquisition et de gestion de données de Lab-Volt (LVDAM). Il s'agit d'un ensemble complet d'appareils de mesure tournant sur un PC 486 IBM, ou compatible, sous Microsoft Windows^. Des appareils de mesure virtuels (voltmètres, ampèremètres, appareils de mesure de puissance, un oscilloscope et un analyseur de vecteurs de phase innovateur) permettent aux instructeurs de démontrer clairement des concepts qui, jusqu'à maintenant, ne pouvaient être présentés qu'au moyen des techniques et schémas que comportent les manuels traditionnels. Le logiciel spécialisé, entièrement mis au point et mis à jour par Lab-Volt, comporte des appareils de mesure virtuels permettant d'effectuer toutes les mesures standard relatives à la tension, au courant, à la puissance, à la fréquence, au facteur de puissance, à la vitesse et au couple. Grâce à ses fonctions intégrées servant à l'observation des signaux et à l'analyse des vecteurs de phase, au stockage des données et des graphiques ainsi qu'aux fonctions des appareils de mesure programmables, le système LVDAM permet également l'amélioration de la présentation globale du matériel pédagogique. L'afficheur des appareils de mesure virtuels permet une observation en temps réel sur des appareils de mesure virtuels analogiques ou numériques: 3 pour la tension, 3 pour le courant, 3 pour la puissance (active, réactive ou apparente), d'autres pour les appareils de mesure de vitesse, de couple et de puissance mécanique, ainsi que 3 appareils de mesure programmables. Les données peuvent être enregistrées dans un Tableau de données (en format ASCII), à des fins d'analyse, et les étudiants peuvent tracer des graphiques grâce à ces données. Les signaux peuvent être observés grâce à l'oscilloscope virtuel à mémoire. L'analyseur de vecteurs de phase permet une représentation vectorielle en temps réel de signaux ca Le logiciel peut fonctionner dans les modes acquisition de données ou simulation. Dans le mode simulation, les signaux sont générés à partir de paramètres déterminés par l'usager. Les fichiers Configuration, Données, Oscilloscope et Simulation peuvent être sauvegardés et récupérés. Tous les écrans affichés peuvent être imprimés au moyen d'une imprimante laser (non incluse). Matériel pédagogique Des copies informatisées ou papiers des manuels de laboratoire guident les étudiants tout au long des expériences et leur fournissent la théorie nécessaire à l'atteinte des objectifs pédagogiques. Les manuels sont écrits dans un format Bloc-Expérience. Chaque expérience aborde la matière d'un point de vue théorique et utilise une approche pratique pour l'étude de l'électricité. Les étudiants sont guidés grâce à des manipulations pas à pas confirmant les concepts et la théorie présentés à la section PRINCIPES des expériences. Une conclusion et des exercices complètent chaque expérience, et 10 questions récapitulatives aident à l'évaluation des connaissances acquises au cours d'un bloc. La flexibilité de ce système permet aux étudiants de faire preuve d'initiative lors des séances de laboratoire. À l'aide d'un instructeur, les étudiants acquièrent les compétences nécessaires pour réussir sur le marché du travail. Modules L'approche modulaire du système permet aux instructeurs de commencer leurs séances de laboratoire EMS à l'aide du matériel pédagogique et de l'équipement de base ainsi que d'ajouter de nouveaux modules sans acheter inutilement d'équipement en double. Tous les modules peuvent être insérés dans des postes de travail standard (sur table ou mobiles) et sont fabriqués d'un acier épais recouvert d'un émail cuit. Des symboles et des schémas particuliers à chaque module sont sérigraphiés sur les façades en plastique montées en permanence sur le châssis. Des prises banane sécuritaires standard de 4 mm sont utilisées pour raccorder tous les composants du système. Bloc d'alimentation Chaque poste de travail étant muni de son propre bloc d'alimentation, la commande individuelle de la source de courant permet aux étudiants de se servir au maximum de l'équipement, tout en réduisant les risques de perturbations dues aux autres expériences ayant lieu simultanément. Le bloc d'alimentation fournit tous les courants alternatifs et continus nécessaires à chaque poste. Poste de travail Un Poste de travail (modèle 8134) comporte des espaces pour recevoir six modules standard et trois demimodules, ou quinze demi-modules. Le Poste de travail mobile (modèle 8110), monté sur des roulettes, comporte les mêmes espaces ainsi qu'une armoire de rangement et une surface de travail escamotable se trouvant à la hauteur d'un bureau. Des glissières en acier

3 inoxydable permettent de guider les modules jusqu'à leur position, où un mécanisme de verrouillage les maintient en place. Chaque poste de travail mobile est vendu avec un outil de déblocage. Rangement Les modules non utilisés peuvent être placés dans une Étagère de rangement optionnelle (modèle 8150). Seuls les modules nécessaires à l'expérience en cours sont placés dans le poste de travail, de sorte que l'étudiant n'est pas distrait par des modules non utilisés. Machines Toutes les machines sont montées dans des modules de taille standard possédant une charnière piano chromée qui permet d'en abaisser la façade. L'intérieur du module est alors accessible. Deux vis imperdables maintiennent la façade en place lorsque celle-ci est relevée. Toutes les machines possèdent, à chaque extrémité, une flasque ajourée permettant l'observation de leur constitution interne et de leur fonctionnement. Les composants montés à l'extérieur, comme les interrupteurs centrifuges, les condensateurs, les balais, les bagues collectrices, les commutateurs ainsi que les pôles saillants, les cages d'écureuil et les rotors bobinés visibles permettent aux étudiants de déterminer avec précision la fonction des composants et de caractériser les bobines en fonction de leur position, du nombre de spires et de la section des fils. L'une des extrémités de l'arbre de chaque machine est concave et comporte une fente, ce qui facilite l'emploi de tachymètres, de freins électromagnétiques, de commutateurs d'inversion ou de volants inertiels. Une poulie crantée, fixée à l'arbre de chacune d'elles, permet de coupler deux machines à l'aide d'une courroie souple non glissante. Un roulement à billes monté sur chaque machine assure la tension de cette courroie. Charges électriques Des demi-modules séparés renferment les charges résistives, inductives et capacitives. Ces charges ont été conçues pour que la valeur numérique de leurs impédances soit la même quel que soit le type de charge. Des commutateurs, situés sur les modules, permettent de faire varier l'impédance de charge par incréments unitaires, ce qui facilite les calculs. Charge mécanique Le module Moteur d'entraînement / Dynamomètre (modèle 8960) est un moteur cc à aimant permanent à faible inertie pouvant fonctionner comme un moteur d'entraînement en service continu ou comme un dynamomètre. Un circuit de commande intégré permet le chargement mécanique de toutes les machines de 0,2 kw de Lab-Volt jusqu'à leur blocage ou leur décrochage. Un afficheur numérique indique la vitesse ou le couple. Ce module génère également deux signaux de sortie analogiques à faible tension et un signal de sortie analogique provenant d'un codeur de position angulaire. Câbles de raccord Les différents composants du système sont raccordés au moyen de câbles de raccord à gaine de vinyle flexible terminés par des prises banane 4 mm. Ces câbles permettent de raccorder les composants de façon sécuritaire en éliminant les risques de choc électrique, puisque les parties sous tension de leurs fiches sont inaccessibles et isolées de façon à ce que l'on ne puisse les toucher accidentellement. Ils existent en trois longueurs caractérisées par une couleur différente. Un portecâbles peut être fixé sur le côté du poste de travail, pour le rangement de ces câbles.

4 SYSTÈME DIDACTIQUE EN ÉLECTROTECHNIQUE (0,2 kw) ASSISTÉ PAR ORDINATEUR CARACTÉRISTIQUES Modèle 8006 Système didactique en électrotechnique (0,2 kw) assisté par ordinateur Distribution électrique 120/208 V % 60 Hz 220/380 V % 50 Hz 240/415 V % 50 Hz Alimentation triphasée, 5 fils Entrée en étoile avec neutre et mise à la terre Courant d'entrée 15 A 10 A 10 A Prise murale (Nº de pièce Lab-Volt) Caractéristiques physiques Espace requis 5 m 2 Dimensions des modules standard (H x L x P) 308 x 286 x 419 mm Dimensions des demi-modules (H x L x P) 154 x 286 x 419 mm Masse nette 214 kg Caractéristiques de l'ordinateur personnel Minimales Recommandées Type IBM 386 IBM 486 Horloge 33 MHz RAM 4 Mo Espace disponible sur disque rigide 4,2 Mo Système d'exploitation Dos 3.0 avec Windows 3.1 Moniteur VGA Port parallèle 1 LISTE DE L'ÉQUIPEMENT DU SYSTÈME DE BASE, QTÉ DESCRIPTION NUMÉRO DE MODÈLE Système didactique en électrotechnique (0,2 kw) assisté par ordinateur Poste de travail Moteur/génératrice cc Moteur à cage à quatre pôles Moteur/alternateur synchrone triphasé Moteur à démarrage par condensateur Moteur universel Charge résistive Charge inductive Charge capacitive Transformateur monophasé Transformateur triphasé Module de synchronisation Bloc d'alimentation Courroie crantée Câbles de raccord Moteur d'entraînement / Dynamomètre Interface d'acquisition de données

5 LISTE DE L'ÉQUIPEMENT OPTIONNEL QTÉ DESCRIPTION NUMÉRO DE MODÈLE 1 Poste de travail mobile (remplace le modèle 8134) Étagère de rangement Module vide Demi-module vide Tachymètre numérique ou Tachymètre électrique Multimètre analogique ou Multimètre numérique LISTE DE L'ÉQUIPEMENT NÉCESSAIRE À LA RÉALISATION DES EXPÉRIENCES QTÉ DESCRIPTION NUMÉRO DE MODÈLE 1 Ordinateur personnel LISTE DE L'ÉQUIPEMENT ADDITIONNEL NÉCESSAIRE AUX APPLICATIONS PARTICULIÈRES QTÉ DESCRIPTION NUMÉRO DE MODÈLE 1 Moteur à induction à deux vitesses (Dahlander) à puissance constante Moteur à induction à deux vitesses (Dahlander) à couple variable Moteur à induction à deux vitesses (Dahlander) à couple constant Moteur à induction triphasé à rotor bobiné Moteur à induction biphasé à rotor bobiné Moteur Schrage Alternateur triphasé sans balais Moteur synchrone triphasé à réluctance Moteur à condensateur permanent Moteur à induction à démarrage par répulsion Moteur à condensateur à deux capacités Moteur à puissance triple Transformateur à réactance de fuite élevée Démarreur manuel de moteur cc Démarreur de moteur synchrone Démarreur direct triphasé Démarreur étoile/triangle Démarreur par résistances statoriques Démarreur par autotransformateur Rhéostat triphasé Régulateur de vitesse à thyristor

6 SYSTÈME DIDACTIQUE EN ÉLECTROTECHNIQUE (0,2 kw) ASSISTÉ PAR ORDINATEUR MATÉRIEL PÉDAGOGIQUE NUMÉRO DE COMMANDE 1 Manuel de l étudiant & Copie papier Vol. 1 Éléments de circuits et transformateurs Vol. 2 Machines ca/cc Manuel de l étudiant & Copie informatisée Vol. 1 Éléments de circuits et transformateurs...(voir Tableau 3) Vol. 2 Machines ca/cc Volume de référence Électrotechnique, T. Wildi SUJETS TRAITÉS Volume 1 - Éléments de circuits et transformateurs & Principes fondamentaux de l'électrotechnique Tension, courant et loi d'ohm Résistance équivalente Puissance dans les circuits cc Circuits série et parallèle & Courant alternatif Le signal sinusoïdal Puissance instantanée Angle de phase & Condensateurs dans les circuits ca Réactance capacitive Capacité équivalente Déphasage capacitif et puissance réactive & Bobines dans les circuits ca Réactance inductive Inductance équivalente Déphasage inductif et puissance réactive & Puissance, vecteurs de phase et impédance dans les circuits ca Puissance dans les circuits ca Vecteurs et vecteurs de phase dans les circuits ca série Vecteurs et vecteurs de phase dans les circuits ca parallèle Impédance & Circuits triphasés Circuits triphasés équilibrés Mesure de la puissance triphasée Séquence de phase & Transformateurs monophasés Rapports des tensions et courants Polarités d'un transformateur Régulation d'un transformateur & Raccordements particuliers de transformateurs L'autotransformateur Transformateurs en parallèle Transformateurs de distribution & Transformateurs triphasés Raccordement de transformateurs triphasés Rapport de tensions et de courants Configuration en triangle ouvert Volume 2 - Machines ca/cc & Introduction aux machines tournantes Fonctionnement d'un moteur d'entraînement Fonctionnement d'un dynamomètre Puissance motrice, pertes et rendement & Moteurs et génératrices cc Le moteur cc à excitation séparée Moteurs cc à excitation séparée, shunt et compound Génératrices cc à excitation séparée, shunt et compound & Caractéristiques particulières des moteurs cc Réaction d'induit et effet de saturation Le moteur universel & Moteurs ca à induction Le moteur triphasé à cage d'écureuil Freins électromagnétiques et génératrices asynchrones Effet de la tension sur les caractéristiques des moteurs Moteurs à induction monophasés & Moteurs synchrones Le moteur synchrone triphasé Moteur synchrone et couple de décrochage & Génératrices synchrones triphasées (alternateurs triphasés) Alternateur fonctionnant à vide Caractéristiques de la régulation de tension Régulation de fréquence et de tension Synchronisation d'un alternateur 1 Les numéros de commande indiqués sont ceux des versions 120 V. D'autres versions sont disponibles. Consultez la section Numéros de commande.

7 NUMÉROS DE COMMANDE NUMÉRO DE 120/208 V % 60 Hz 220/380 V % 50 Hz 240/415 V % 50 Hz MODÈLE ANGLAIS FRANÇAIS ESPAGNOL ANGLAIS FRANÇAIS ESPAGNOL ANGLAIS A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A À venir A A A A A A A A A A Tableau 1. Numéros de commande de l équipement

8 SYSTÈME DIDACTIQUE EN ÉLECTROTECHNIQUE (0,2 kw) ASSISTÉ PAR ORDINATEUR NUMÉROS DE COMMANDE (suite) 120/208 V % 60 Hz 220/380 V % 50 Hz 240/415 V % 50 Hz ANGLAIS FRANÇAIS ESPAGNOL ANGLAIS FRANÇAIS ESPAGNOL ANGLAIS À venir À venir À venir À venir À venir À venir À venir À venir Tableau 2. Numéros de commande du matériel pédagogique NOMBRE 120/208 V % 60 Hz 220/380 V % 50 Hz 240/415 V % 50 Hz D UTILISATEURS ANGLAIS FRANÇAIS ESPAGNOL ANGLAIS FRANÇAIS ESPAGNOL ANGLAIS A A A A A A A AA B B B B B B BA C C C C C C CA D D D D D D DA E E E E E E EA F F F F F F FA G G G G G G GA H H H H H H HA Tableau 3. Numéros de commande des logiciels Lab-Volt se réserve le droit d améliorer en tout temps les produits décrits ci-dessus sans donner d avis et n est pas responsable des erreurs typographiques. Lab-Volt reconnaît tous les noms de produits ci-utilisés en tant que marques de commerce ou marques déposées de leurs titulaires respectifs. Copyright Lab-Volt Systems, Inc., 1998 TA www