LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN BOURGES

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Clémence Nadine Rochefort
il y a 6 ans
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1 TP. N TET LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN BOURGES GENIE ELECTROTECHNIQUE Durée : 3 heures TPAxe_Z AXE Z TRANSTOCKEUR S.T.I. Prérequis : Laboratoire des systèmes Objectif : Connaître le principe de fonctionnement d'un moteur à courant continu Connaître le principe de fonctionnement d un hacheur Vérifier, à l'aide de mesurages pertinents, les performances d'un variateur de vitesse (hacheur) pour moteur à courant continu. Centre d'intérêt: Moduler l'énergie Conditions de réalisation: Groupe de 2 élèves. Préparation à la maison : 20 min Pratique : 3 h Moyens mis en oeuvre : Système "Axe Z " Une importante entreprise de logistique * a construit de nouveaux entrepôts à Meung sur Loire (Loiret). Plus de 100 camions peuvent être simultanément à quai. Pour faciliter la gestion des stocks, les entrepôts sont équipés de plusieurs transtockeurs entièrement automatisés. Les transtockeurs sont mus par des moteurs à courant continu pilotés par des hacheurs. Pour optimiser les performances des transtockeurs les ingénieurs du bureau d'étude ont décidé d'installer de nouveaux hacheurs. Vous devez en vérifier le fonctionnement. * logistique : sciences et techniques pour le transports et le stockage des marchandises Classe : TET 1/8

2 CARACTERISTIQUES DE L AXE Z L axe Z simule le mouvement vertical d un transtockeur. On donne : moteur à courant continu RX 320 E moteur alimenté par un hacheur capteurs de fin de course inductif (détection des barres noires dont la position est réglable) charge = 14 kg UTILISATION DE L AXE Z REGLAGES Durant toute la manipulation vous aurez : rampe = 3 / commutateur " filtre" = 0 MISE EN SERVICE ❶ Appuyer 3 s sur le bouton marche en ayant auparavant : ramené les potentiomètres vitesse et rampe à 0 positionné le commutateur «verrouillage» sur 0 ❷ Basculer le commutateur «verrouillage» sur 1 et régler la rampe et la vitesse ARRET Si vous arrêtez la partie mobile sur l une des deux barres noires, vous ne pourrez pas redémarrer! ❶ Ramener la vitesse à 0 ❷ Basculer le commutateur «verrouillage» sur 0 pour empêcher la dérive du moteur Classe : TET 2/8

3 TRAVAIL DEMANDE A PRINCIPE DU HACHEUR (préparation) 1. CIRCUIT DE PUISSANCE DE LA CARTE DE PILOTAGE DU MOTEUR Reproduissez le schéma cidessous sur votre compterendu en entourant : le pont redresseur le condensateur de filtrage de la tension redressée le hacheur et le moteur la résistance et le transistor de dissipation de l énergie lors du fonctionnement en génératrice Schéma 1 ~ D1 D3 C R 6,8 Ω 30 W T2 D5 M = D6 T4 Circuit de commande des transistors (rapport cyclique variable) D4 D2 T1 T5 D6 D8 T3 2. COMMANDE DES TRANSISTORS DU HACHEUR (schéma 2) a. A quelle partie du schéma de puissance la tension U correspondelle? b. La tension U alimente le moteur via T2 et T3. Dessiner la boucle de courant I induit et la tension U induit aux bornes du moteur. c. Même question lorsque ce sont les transistors T4 et T5 qui alimentent le moteur. 3. FONCTIONNEMENT MOTEUR OU GENERATEUR (schéma 3) a. Compléter le schéma en représentant la force F développée par le moteur pour déplacer la partie mobile de poids P pendant la montée et pendant la descente. b. En déduire le signe du couple et du courant. RAPPEL si U induit et I induit sont de signes opposés : la MCC fonctionne en MOTEUR et la puissance est fournie par l alimentation U si U induit et I induit sont de mêmes signes : la MCC fonctionne en GENERATRICE et la puissance est dissipée dans la résistance c. Représenter la tension aux bornes du moteur ainsi que la boucle de courant. Classe : TET 3/8

4 B PRINCIPE DU HACHEUR (mesures) REGLAGES AXE Z : potentiomètre rampe = 3 / commutateur " filtre" = 0 Oscilloscope : base de temps = 20 µs / carreau 1. TENSION EN SORTIE DU HACHEUR EN MONTEE a. En montée (régime établi) relever la tension aux bornes du moteur pour deux vitesses différentes (3 et 6 au potentiomètre). b. Pour chaque courbe, déterminer la valeur de la tension maximale U MAX et la valeur du rapport cyclique α. En déduire la valeur de la tension moyenne U moy. c. Déterminer la durée d une période et en déduire la fréquence de découpage du hacheur. Pourquoi utiliseton des fréquences aussi élevées pour les convertisseurs statiques? 2. TENSION EN SORTIE DU HACHEUR EN DESCENTE a. En descente (régime établi) relever la tension aux bornes du moteur pour une vitesse de 3 et 6 au potentiomètre. b. Déterminer la valeur de la tension minimale U min et la valeur du rapport cyclique α. En déduire la valeur de la tension moyenne U moy. C CARTE DE PILOTAGE Parvex RTS (étude de la documentation constructeur) a. D après le schéma de puissance, quelle est la nature et la valeur efficace de la tension d alimentation de la carte RTS? b. Quels sont les éléments reliés à la carte par les bornes X12, X13, X15 et X16? c. Déterminer la référence de la carte. Justifier votre choix. Classe : TET 4/8

5 Classe : TET 5/8

6 Schéma 2 Commande des transistors / Signes de U induit et de la vitesse Classe : TET 6/8

7 T2 et T3 conduisent signe de U induit : signe de la vitesse : T4 et T5 conduisent signe de U induit : signe de la vitesse : U U Convention : T4 et T5 passant = U induit et vitesse positive (montée) Schéma 3 Fonctionnement MOTEUR ou GENERATEUR /Signes de I induit et du couple Vitesse U induit = K E. Vitesse Moteur charge P U Couple = K T. I induit Moteur charge P U Conventions : F orientée vers le haut = couple positif sens du courant dans le moteur : = I induit positif Classe : TET 7/8

8 D2 Axe Z : HACHEUR POUR MCC Electrotechnique TP série 5 BUT DU TP Fiche de Formalisation : CE QUE JE DOIS RETENIR analyser la structure d un hacheur analyser le signal délivré par un hacheur analyser des documents constructeur mettant en œuvre un hacheur pour piloter un moteur à courant continu A PRINCIPE DU HACHEUR (préparation) Les quatre parties du circuit de puissance de la carte de pilotage du moteur sont : Comment fait le hacheur pour changer le signe de la tension aux bornes du moteur? Pourquoi aton besoin d une résistance de dissipation? Pourquoi le sens du courant restetil le même en montée et en descente? Je mesure U induit et I induit. Comment déterminer si le MCC est moteur ou générateur? B PRINCIPE DU HACHEUR (mesures) Relation entre P MAX et P moy : Comment changeton le sens de rotation de la MCC : Pourquoi utiliseton une fréquence de découpage élevée? Classe : TET 8/8

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