CORRIGE DOSSIER C. Non, car le circuit de puissance ne permet pas d inverser deux des trois phases d alimentation du moteur asynchrone.

Transcription

1 C1.1 : le modulateur d énergie appartient au type : Convertisseur alternatif alternatif. C1.2 : Le circuit de puissance utilisé dans ce modulateur d énergie est un : Gradateur. C1.3 : Ce modulateur d énergie agit sur : La tension efficace de sortie du modulateur. Accepté : Le courant efficace absorbé par le moteur. Le couple électromagnétique du moteur. Interdit : La fréquence d'alimentation du moteur. C1.4 : Ce modulateur permet-il d inverser le sens de rotation du moteur? Justification : Non, car le circuit de puissance ne permet pas d inverser deux des trois phases d alimentation du moteur asynchrone. C2.1 : Justification du choix de la référence du modulateur d énergie : a) I N moteur = P un / ( η U 3 cosϕ ) = / (0, ,86) I N moteur = 83 A Le calibre du digistart STV (86 A) est le calibre immédiatement supérieur à 83 A : correct. b) Le réseau d alimentation triphasé 400 V est compris dans la plage du code tension réseau 14 ( de 208 V à 480 V) : correct. Le choix du modulateur est correct. - DC C1 -

2 C3.1 : Réglages des paramètres du modulateur avec justification : Adresse Code Justification Digistart : 86 A ; Moteur : 83 A. C 83 / 86 = 96,5 % arrondi à 100 % Code C. A1 A2 3 A3 1 A4 2 A6 1 A7 1 A8 2 A9 9 Adresse A1 : Courant nominal moteur = 86A (code C). Cahier des charges : 107,5 A. 107,5 / 86 = 125 % Code 3. Mesure sur le relevé : Durée de rampe : 2,1 s Choix du code 1 (2 s). t(s) 2,1s Adresse A1 : Courant nominal moteur = 86A (code C). Cahier des charges : maxi 140 A. 140 / 86 = 162 % Choix du code immédiatement inférieur (maxi) : Code 2 (150 %). Mesure sur le relevé : i(t) Démarrage en 3,4 s Choix du code Immédiatement supérieur : Code 1 (10 s). t(s) 3,4 s Pas de relais thermique placé sur le circuit d'alimentation du moteur asynchrone (observation du schéma électrique) La protection thermique interne au digistart doit donc être validée + protection rotor bloqué non utilisée (cahier des charges) : Code 1. Cahier des charges : défaut surpuissance validé et défaut souspuissance non utilisé code 2. Essai sur site : Lecture du code 8 programmation du code immédiatement supérieur : code 9. i(t) AE 4 Cahier des charges : Un relais indique le défaut surpuissance code 4. C4.1 : Les conditions "générales" d amorçage d un thyristor sont : Tension V ak positive et impulsion de gâchette suffisante (Ig > I GT ). Les conditions "générales" de blocage d un thyristor sont : Annulation du courant I ak (et V ak < 0 pendant tq). - DC C2 -

3 C4.2 : Intervalles de conduction des thyristors Th11 et Th12. C4.3 : Evolution de la tension aux bornes du moteur v s (t) et de la tension aux bornes du thyristor v Th11 (t). Intervalles de conduction : Th11 OFF ON OFF ON OFF ON Th12 ON OFF ON OFF ON OFF Légende ON : thyristor passant OFF : thyristor bloqué C4.4 : L'incidence du caractère inductif du moteur asynchrone, a) sur le décalage courant tension est : Présence d un déphasage entre la tension et le courant statorique. Tension en avance sur le courant. b) sur l'allure du courant au moment de la commutation est : Aucune variation brutale du courant statorique. Pas de discontinuité de courant. - DC C3 -

4 C4.5 : L angle de retard à l amorçage ψ des thyristors qui permet d obtenir un courant purement sinusoïdal est : Egal au déphasage ϕ car le second terme de l expression est alors nul [sin(ϕ-ϕ)=0], l expression de is(t) est alors de la forme Î.sin(ωt-ϕ). C4.6 : Plage de variation de l angle de retard à l amorçage des thyristors : Ψ peut varier de la valeur π à 0. Accepté : de π à ϕ. C5.1 : La valeur maxi. de la tension composée efficace d alimentation admissible par le modulateur est : STV : code tension 14 U = 480 V +10% = 528 V. C5.2 : L'intensité du "courant nominal moteur" admissible par le modulateur est : STV : calibre 86 A. Maxi adresse A1 : 130% du calibre du digistart. 86 A 1,3 = 111,8 A. C5.3 : Calcul du courant moyen par thyristor : I TAV = I max / π = (111,8 2)/ π = 50,4 A (formule identique à un redressement simple alternance). Ou I TAV = 1/2π I max sin x dx avec déplacement de l'origine à t = ϕ / w et x = wt. I TAV = I max /2π [-cos x] 0 π = Imax /2π (-cos π + cos 0) = I max / π - DC C4 -

5 C5.4 : Calcul du courant efficace par thyristor. I TRMS = I max / 2 = (111,8 2) / 2 = 79,1 A. (formule identique à un redressement simple alternance). Ou I 2 TRMS = 1/2π (I max sin x) 2 dx avec déplacement de l'origine à t = ϕ / w et x = wt. I 2 TRMS = I 2 max /2π sin 2 x dx = I 2 max /2π (1 cos 2x)/2 dx I 2 TRMS = I 2 max /4π [x (1/2)sin 2x] 0 π I 2 TRMS = I 2 max /4π (π - (1/2)sin 2π (1/2)sin 0) = I 2 max /4 I TRMS = I max /2 C5.5 : La tension crête (maxi.) aux bornes de chaque thyristor est : C5.6 : Les thyristors supportent-ils les contraintes précédemment calculées? Justification : (calculs) TT 142 N : I TAV = 142 A > 50,4 A I TRMS = 230 A > 79,1 A V RRM = 1400 V > 646,7 V Les thyristors supportent largement les sollicitations calculées car leurs caractéristiques sont supérieures. - DC C5 -

6 C6.1 : La puissance dissipée par chaque thyristor est : TT 142 N : I TAV = 142 A pour θ = 180 (sinus) P TAV = 181 W C6.2 : Détermination de la longueur minimale du dissipateur thermique : Par thyristor : R thda = (125 40)/181-0,22 0,06 = 0,189 C.W -1 Par module : R thda = 0,189/2 = 0,095 C.W -1 Trois modules sur le même dissipateur : n = 3 L mini = 175 mm C7.1 : Les fusibles F1, F2 et F3 assurent la protection des thyristors si : La contrainte thermique des fusibles est inférieure à celle des thyristors. C7.2 : Vérification de la condition : - Fusibles 170 M 3465 : i²t (660 V) = A²s. Correction du i²t dû à la tension d alimentation : Un = 400 V K = 0,6 i²t (400 V) = 0, = 9000 A²s Accepté : Un = 528 V (pire des cas) K = 0,8 i²t (528 V) = 0, = A²s - TT 142 N : i²t = A²s (pire des cas) i²t fusible (9000 A²s ou A²s) < i²t thyristor (84000 A²s) La condition de protection est bien remplie. - DC C6 -