TECHNOLOGIES DE L ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE

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1 PLAN DE COURS DÉPARTEMENT TECHNOLOGIES DE L ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE TITRE DU COURS Électronique de puissance 243-2C4-RA Numéro du cours Pondération Automne 2017 Jean-François Fortier Bureau : local 2148 Téléphone : (418) poste 175 Courriel : jffortier@cegepth.qc.ca

2 Table des matières 1 NOTE PRÉLIMINAIRE HABILETÉS GÉNÉRIQUES VISÉES PAR CONCEPTION ÉLECTRONIQUE : COMPÉTENCES ET ÉLÉMENTS DES COMPÉTENCES SITE WEB DU COURS COORDONNÉES DU PROFESSEUR PRÉSENTATION DÉTAILLÉE DU COURS SOMMAIRE DES ÉVALUATIONS MODALITÉS DE FONCTIONNEMENT MÉDIAGRAPHIE CONFORMITÉ À LA PIEA RÈGLEMENTS DU DÉPARTEMENT DE TÉI JF Fortier, Page 2 sur 13

3 1 Note préliminaire En industrie, outre les systèmes de régulation des procédés continus et les automates qui gèrent les séquences d'automatisation, il est nécessaire d'acheminer et de contrôler des quantités importantes d'énergie électrique à des fins d'entraînement mécanique, de chauffage ou d'électrolyse. L'énergie électrique disponible doit souvent être convertie sous une forme appropriée aux équipements qui la consomment, soit à cause du principe de fonctionnement de ces équipements, soit pour contrôler l'intensité de leur action (ex: température d'un four, vitesse d'une machine). On peut devoir effectuer des conversions de tension, de forme (c.c. ou c.a.), de fréquence ou encore moduler la puissance consommée. Ce cours traite des différentes conversions d'énergie électrique, du fonctionnement des convertisseurs, des composants utilisés et du dépannage de ces systèmes électroniques de puissance. JF Fortier, Page 3 sur 13

4 2 Habiletés génériques visées par Conception électronique : Titre du diagramme LE PROFIL DU DIPLÔMÉ EN TECHNOLOGIES DU GÉNIE ÉLECTRIQUE AXE 1 1) Autonomie et sens Attitudes des responsabilités - Souci de la sécurité 3) Souci de la rigueur - Rigueur de pensée - Pensée logique - Précision du langage et qualité de la langue - Souci du travail bien fait - Travail systématique et souci de l efficacité - Souci du détail 1) Traitement Habiletés de l information intellectuelles - Reconnaître le propos du texte - Recueillir l information - Mémoriser - Organiser, structurer l information - Généraliser, synthétiser - Rendre compte 3) Capacité d analyse - Observation - Approche systémique 1) Techniques Techniques de production d'étude de travail et d'apprentissage - Organisation de l information - Élaboration d un plan - Rédaction (dissertation) - Auto-correction - Validation des résultats et de la démarche 6) Travail en équipe 7) Démarche de résolution de problèmes 4) Langages Maîtrise de la terminologie propre à la discipline, en français et en anglais 6) Langage informatique : utilisation de logiciels comme outils de communication ou de traitement de l information 7) Symbolisme graphique JF Fortier, Page 4 sur 13

5 2.1 Compétences et éléments des compétences Code : 0436 Objectif Standard Énoncé de la compétence Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension. Contexte de réalisation À l atelier ou sur les lieux de production. À l aide de plans, de schémas et de la documentation technique. À l aide d appareils tels des instruments de mesure, des générateurs de signaux, des simulateurs de signaux et des collecteurs de données. À l aide de logiciels. À l aide d étalons de mesure. Éléments de la compétence 1 Préparer la prise de mesure ou l acquisition de données. 2 Prendre les mesures ou procéder à l acquisition de données. Critères de performance Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique. Interprétation juste des caractéristiques des alimentations et des signaux. Détermination des points de mesure appropriés. Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés. Choix approprié des logiciels d acquisition de données. Estimation correcte des valeurs attendues. Choix approprié de l appareillage. Vérification et étalonnage corrects de l appareillage. Branchement correct de l appareillage de mesure. Mesures précises et complètes des alimentations et des signaux. Utilisation appropriée de l appareillage de mesure. Sauvegarde correcte des données. Respect des règles de santé et de sécurité au travail. JF Fortier, Page 5 sur 13

6 Code : Analyser les données. Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique. Clarté et exactitude des représentations graphiques. Utilisation appropriée des logiciels. Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l écart type des données. Sauvegarde correcte des résultats. Critique de la vraisemblance des résultats. Justesse du verdict sur la conformité des signaux et des alimentations. 4 Consigner l information. Utilisation du vocabulaire approprié. Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus. Respect des exigences de présentation. Code : 0437 Objectif Standard Énoncé de la compétence Vérifier des équipements de puissance. Contexte de réalisation À l aide de plans, de schémas et de la documentation technique. À l aide de codes de sécurité des travaux. À l aide d appareils tels des instruments de mesure, des générateurs de signaux, des simulateurs de signaux et de charges et des collecteurs de données. À l aide de logiciels. À l aide d étalons de mesure. Éléments de la compétence Critères de performance JF Fortier, Page 6 sur 13

7 Code : Préparer la prise de mesure ou l acquisition de données. 2 Prendre les mesures ou procéder à l acquisition de données. Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique. Interprétation juste des caractéristiques électriques et mécaniques des équipements de puissance. Détermination des points de mesure appropriés. Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés. Choix approprié des logiciels d acquisition de données. Estimation correcte des valeurs attendues. Choix de l appareillage approprié. Vérification et étalonnage corrects de l appareillage. Interprétation juste du Code de sécurité des travaux. Vérification minutieuse des mises à la terre. Installation correcte et sécuritaire de l appareillage de mesure. Mesures précises et complètes des formes d ondes. Utilisation appropriée de l appareillage de mesure. Sauvegarde correcte des données. 3 Analyser les données. Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique. Traçage précis des formes d ondes. Interprétation juste des caractéristiques des harmoniques. Analyse juste de la coordination des protections électriques. Analyse juste du fonctionnement des composants de puissance. Analyse juste des phénomènes électriques en régime transitoire et permanent. Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l écart type des données. Utilisation appropriée des logiciels. Sauvegarde correcte des résultats. Critique de la vraisemblance des résultats. Justesse du verdict sur la conformité des équipements. 4 Rédiger un rapport de non-conformité. Utilisation du vocabulaire approprié. Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus. Respect des exigences de présentation. JF Fortier, Page 7 sur 13

8 3 Site web du cours Tous les documents nécessaires à la réalisation des projets, les évaluations formatives et les solutions d exercices se retrouveront sur le site web du cours. L étudiant est responsable de consulter ce site. En plus des documents, l équipe professorale utilisera ce site pour publier des informations de dernière minute si nécessaire. 3.1 Coordonnées du professeur Bureau : local 2148 Téléphone : (418) poste 175 Courriel : jffortier@cegepth.qc.ca Site web : JF Fortier, Page 8 sur 13

9 4 Présentation détaillée du cours PARTIE 1 : Introduction et révision Objectifs d apprentissage de la partie Révision de certains concepts de base abordés dans le cours Conception électronique. Semaines 1 22 et 24 août Transistor bipolaire et diode; amplificateur opérationnel. ACTIVITÉS D ENSEIGNEMENT ET D APPRENTISSAGE Cours théorique et révision; laboratoire. GESTION DE L ÉTUDE TRAVAIL HORS CLASSE Lectures à préciser; PARTIE 2 : Diodes particulières et régulateur shunt Objectifs d apprentissage de la partie Utiliser une diode zener et calculer les valeurs particulières; Citer et décrire les fonctions de base de diverses diodes; Semaines 2 et 3 29 aout au 7 septembre Chapitres du Malvino Chapitre 5 : Sections et Chapitre 24 : Sections 1 à 3 ACTIVITÉS D ENSEIGNEMENT ET D APPRENTISSAGE Cours théorique; laboratoire diode zener; laboratoire alimentation cc régulée par une zener (faible puissance) GESTION DE L ÉTUDE TRAVAIL HORS CLASSE Exercices des chapitres 5 et 24 Laboratoires à terminer (partie du devoir 1). Devoir 1 évalué (semaine 4) JF Fortier, Page 9 sur 13

10 PARTIE 3 : Transistors à effet de champs Objectifs d apprentissage de la partie Étudier et utiliser des transistors à effet de champs de type FET et MOSFET; Calculer la puissance dissipée en commutation et en opération linéaire; Tester le fonctionnement d un transistor à effet de champs; Expliquer les caractéristiques et le fonctionnement d un MOSFET en appauvrissement et enrichissement. Semaines 4,5 et 6 12 au 28 septembre Chapitres du Malvino Chapitre 13 : Chapitre 14 : Notes de cours supplémentaire. ACTIVITÉS D ENSEIGNEMENT ET D APPRENTISSAGE Cours théorique; laboratoire sur le FET; laboratoire sur le MOSFET; laboratoire sur la commutation. GESTION DE L ÉTUDE TRAVAIL HORS CLASSE Exercices des chapitres 13 et 14 à préciser Laboratoires à terminer. Semaines 7 3 et 5 octobre Période de révision et de question (3 octobre) Évaluation sommative de mi-session (5 octobre) Relâche (9 au 13 octobre) JF Fortier, Page 10 sur 13

11 PARTIE 4 : Oscillateur 555 et contrôle de puissance Objectifs d apprentissage de la partie Présenter le temporisateur 555 et certains de ses modes de fonctionnement; Réaliser un contrôleur de puissance de type PWM pour contrôler une charge électrique résistive et inductive; Alimenter un moteur CC de faible puissance et de puissance moyenne (1 hp); Chapitres du Malvino Chapitre 23 : Sections et 23.9 Notes de cours supplémentaire. ACTIVITÉS D ENSEIGNEMENT ET D APPRENTISSAGE Cours théorique; projet foutu transistor; projet contrôle d un moteur CC 1 hp. Semaines 8,9 et 10 17octobre au 2 novembre GESTION DE L ÉTUDE TRAVAIL HORS CLASSE Exercices à préciser Projet à terminer (partie du devoir 2) Devoir 2 (semaine 10) PARTIE 5 : Comparateur et opto-électronique Objectifs d apprentissage de la partie Étudier et utiliser des composants d opto-électronique afin d isoler la partie haute puissance d un circuit de contrôle; Concevoir un circuit de sécurité qui utilise entre autres des comparateurs. Semaines 11,12 et 13 7 au 23 novembre Chapitres du Malvino Chapitre 5 : 5.8 Chapitre 7 : 7.10 Chapitre 22 : 22.1 à 22.4 Notes de cours supplémentaire ACTIVITÉS D ENSEIGNEMENT ET D APPRENTISSAGE Cours théorique; laboratoire comparateur et optocoupleur; projet circuit de commande isolé pour moteur cc 1 hp. GESTION DE L ÉTUDE TRAVAIL HORS CLASSE Devoir 3 (semaine 13) JF Fortier, Page 11 sur 13

12 PARTIE 6 : Thyristor Objectifs d apprentissage de la partie Étudier et utiliser des thyristors pour contrôler du courant alternatif; Décrire le fonctionnement d un thyristor, son blocage et son déblocage. Semaines 11,12 et 13 Chapitres du Malvino Chapitre 15 : 15.1 à 15.6 Notes de cours supplémentaire ACTIVITÉS D ENSEIGNEMENT ET D APPRENTISSAGE Cours théorique; laboratoire scr et triac Contrôle d un élément chauffant 7 au 23 novembre GESTION DE L ÉTUDE TRAVAIL HORS CLASSE Semaine et 14 décembre Évaluation sommative pratique (12 décembre) Évaluation sommative théorique (14 décembre) JF Fortier, Page 12 sur 13

13 5 Sommaire des évaluations Évaluation Pondération % Date de l énoncé (devoirs) Date de l évaluation Devoir septembre septembre 2017 Examen mi-session 20 5 octobre 2017 Devoir novembre novembre 2017 Devoir novembre novembre 2017 Examen final pratique décembre 2017 Examen final théorique décembre Modalités de fonctionnement La meilleure façon de communiquer avec moi est d utiliser mon courriel. Je réponds habituellement dans un délai de 24 h les jours de semaine et 48 h la fin de semaine. Vous pouvez également passer directement à mon bureau sans rendez-vous. Par contre cette option ne vous garantit pas ma disponibilité. 7 Médiagraphie MALVINO, Albert Paul, Principes d électronique 7ie éd., DUNOD, Paris, 2008, 1078 p. Ce volume est obligatoire et disponible sur commande à la coop étudiante du Cégep. 8 Conformité à la PIEA Ce plan de cours ainsi que les méthodes d évaluations sont conformes aux articles suivants de la P.I.E.A : 5.4, 5.5, 5.6, 6, 7.1, et Règlements du département de TÉI Ce plan de cours ainsi que les méthodes d évaluations sont conformes à la PDÉA du département d électronique industrielle. L étudiant est responsable de consulter la PDÉA et de s y conformer. Ce document est disponible sur le site MOODLE du département. JF Fortier, Page 13 sur 13