TRAVAUX PRATIQUES ETUDE DE LA DISTRIBUTION DE L ENERGIE

TRAVAUX PRATIQUES ETUDE DE LA DISTRIBUTION DE L ENERGIE T.P. Distribution de l ÉNERGIE La DISTRIBUTION de l alimentation électrique au moteur de l attacheur Secteur d activité : MACHINISME AGRICOLE Support : ATTACHEUR DE VEGETATION Sujet du TP MISE EN ŒUVRE ET ANALYSE DE LA FONCTION DISTRIBUER ANALYSE DES PROTECTIONS DES CIRCUITS DE PUISSANCE Connaissances visées LA COMMANDE TOUT OU RIEN LE CIRCUIT DE PUISSANCE ET SES CONSTITUANTS Pré-requis : PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT MCC UTILISATION D UN OSCILLOSCOPE PRINCIPE D ACQUISITION D UNE GRANDEUR PHYSIQUE

MATERIEL ET DOCUMENTS UTILES Simulateur Attacheur AP25 Logiciels AP25 et SIMULATEUR AP25 sur CD Rom Mallette pédagogique AP25 Cassette manuelle Mallette pédagogique SIMULATEUR AP25 Oscilloscope à mémoire Voltmètre Résistance de puissance But du TP : ce TP d étude de la chaîne d énergie de l attacheur AP25 vise à : Décrire le fonctionnement de la fonction DISTRIBUER Analyser la constitution et l interfaçage des circuits de puissance Analyser et justifier les protections liées aux circuits de puissance 1 ROLE ET CARACTERISTIQUES DE L ACTIONNEUR. Activités : Visualiser les mécanismes de fonctionnement (Logiciel AP25) Réaliser un lien en manipulant la cassette manuelle Rechercher des caractéristiques dans une documentation technique Documents à consulter Dans le CD AP25 Animations («MECANISMES») Dans le CD SIMULATEUR AP25 Documentation technique moteur MAXON («CARTE DE COMMANDE AP25») Documentation technique moteur d étude CROUZET («LES FONCTIONS») «Animation mécanisme» dans CD AP25 -> «MECANISMES» 1-1 : Listez, dans l ordre chronologique, les cinq actions effectuées par l attacheur pour permettre la réalisation d un lien. Septembre 2008 page 2/8

1-2 : D après vos observations, décrivez quel est le fonctionnement du moteur permettant d effectuer toutes ces étapes pour un cycle d attache. 1-3 : Complétez le documents 1 en fléchant et en nommant les sens de rotation (trigonométrique/anti-trigonométrique ou horaire/anti-horaire) de l axe du moteur dans le plan (Y,Z). Afin de mettre en évidence la commande de la chaîne d énergie de l attacheur, nous utilisons un moteur d étude en remplacement de la cassette motorisée. 1-4 : De la même manière qu à la question 1-4, complétez le document réponse 1 relatif au moteur d étude. 1-5 : En vous aidant du document réponse 1, complétez le document réponse 2 en définissant le sens de rotation du moteur pour chacune des étapes du cycle d attache. La cassette motorisée équipant l attacheur utilise un moteur MAXON RE26. Documentation Moteur MAXON dans CD SIMULATEUR AP25 -> «CARTE COMMANDE» -> «Connexions» 1-6 : Relevez, dans la documentation technique du Moteur MAXON : - le courant permanent maximum. - le courant de démarrage. - la tension nominale d alimentation. Comparez cette tension à la tension de 14,4V fournie par la batterie d accumulateurs. Afin d étudier la fonction DISTRIBUER de l attacheur, nous utiliserons un moteur d étude fourni avec le SIMULATEUR AP25 de référence CROUZET (ref. 82800036). Documentation Moteur CROUZET dans CD SIMULATEUR AP25 -> «Les fonctions» -> Survolez la zone «Moteur» et cliquez. 1-7 : Relevez, dans la documentation technique du Moteur CROUZET, la tension nominale d utilisation. Déduisez la tension d alimentation nécessaire pour alimenter le SIMULATEUR. 2 DISTRIBUER L ENERGIE ELECTRIQUE : MISE EN OEUVRE D UNE SOLUTION CONSTRUCTIVE. Activités : Réaliser le câblage du SIMULATEUR Mettre en œuvre la commande du moteur à l aide du SIMULATEUR AP25 Mesurer la tension aux bornes du moteur Documents à consulter Dans le CD SIMULATEUR AP25 Mise en œuvre du Simulateur Septembre 2008 page 3/8

«Raccorder une alimentation» et «Raccorder le moteur» dans CD SIMULATEUR AP25 -> «Mise en oeuvre» 2-1 : Proposez un schéma de câblage, document réponse 3, correspondant à la procédure qui suit : Régler la tension de sortie d une alimentation de laboratoire à la tension définie à la question 1-7 et sa limitation en courant à sa valeur maximale (environ 2A), puis l éteindre. Réaliser hors tension, le câblage de la carte SIMULATEUR AP25 avec le moteur d étude et l alimentation préréglée. Connecter un voltmètre afin de relever la tension V M aux bornes du moteur d étude. Configurer les commutateurs du SIMULATEUR AP25 de la manière suivante : - Mode de commande (SW6) = Simulation (vers la droite) - Sortie PG (SW8) = /PG (vers le bas) Faites valider votre travail par le professeur. «Utiliser les dispositifs de commande» dans CD SIMULATEUR AP25 -> «Mise en oeuvre» 2-2 : Mettez sous tension le montage et relevez la valeur de la tension continue V M aux bornes du moteur pour les deux sens de rotation. Complétez le document réponse 4 avec le résultat de vos mesures. 2-3 : Quelles sont les conditions d alimentation nécessaires pour modifier le sens de rotation du moteur? Concluez quant au rôle d interface de la fonction «DISTRIBUER» entre une source électrique unipolaire et le moteur. 3 FONCTIONNEMENT ET ORGANISATION DE LA FONCTION DISTRIBUER Activités : Mettre en œuvre la commande du moteur à l aide du SIMULATEUR AP25 Visualiser les signaux de commande Rechercher des caractéristiques dans une documentation technique Documents à consulter Dans le CD SIMULATEUR AP25 Schéma fonctionnel («CARTE DE COMMANDE AP25») Commutation : Pont en H («LES FONCTIONS») Documentation technique Transistors MOSFET Septembre 2008 page 4/8

«Schéma fonctionnel» dans CD SIMULATEUR AP25 -> «Carte de commande AP25» 3-1 : A partir du schéma fonctionnel, identifiez les 4 signaux fournis par la fonction TRAITER pour commander la fonction DISTRIBUER. 3-2. COMMUTER L ALIMENTATION (FP11) : ANALYSE D UNE SOLUTION CONSTRUCTIVE Dans un premier temps, nous considérons les transistors Q3, Q4, Q7 et Q8 comme étant équivalents à des interrupteurs commandés (ouverts ou fermés). 3-2-1 : À partir des résultats obtenus à la question 2-2, complétez les schémas électriques du document réponse 4 avec des interrupteurs afin que pour chacune des situations le moteur soit alimenté par la tension constatée à la question 2-2. On utilise le SIMULATEUR AP25 dans la même configuration qu à la PARTIE 2. 3-2-2 : En utilisant les dispositifs de commande manuelle, relevez les valeurs des signaux de commande afin de compléter le document réponse 4. «Commutation : Pont en H» dans CD SIMULATEUR AP25 -> «Le simulateur AP25» -> «Les fonctions du simulateur» 3-2-3 : Afin d identifier les constituants de la fonction DISTRIBUER, complétez le document réponse 5 avec les informations suivantes : - Nom de la structure réalisant la fonction Distribuer - Localisation des transistors en les entourant dans la «zone composants» - Nom des transistors utilisés et leur type 3-2-4 : Après avoir mis en évidence la grandeur électrique permettant de commander en commutation ces transistors, complétez le document réponse 5 par les schémas équivalents suivant la tension de commande. 3-2-5 : Relevez dans la documentation technique des transistors : - l intensité maximale de courant ID pouvant être pilotée par le transistor entre les broches Drain-Source. - la tension maximale VDSS que peut commuter le transistor entre les broches Drain-Source. Comparez ces caractéristiques aux grandeurs électriques mises en évidence à la question 1-6. Sont-elles compatibles? Expliquez. 3-2-6 : Relevez dans la documentation technique des transistors l ordre de grandeur du courant I GSS (unités : A,mA, µa ) consommé par la broche de commande (grille) de ce type de transistor. Comparez cette valeur au courant commuter par ce transistor pour alimenter le moteur ( voir question 1.6). 3-2-7 : Déduisez de cette étude le rôle de la fonction DISTRIBUER et les caractéristiques à considérer dans le choix de ces constituants. Septembre 2008 page 5/8

3.3. ADAPTATION DES NIVEAUX ELECTRIQUES DE COMMANDES (FP10) «Schéma fonctionnel» dans CD SIMULATEUR AP25 -> «Carte de commande AP25» 3-3-1 : Nommez les différents signaux d entrée et de sortie de la fonction DISTRIBUER sur le schéma fonctionnel partiel, document réponse 6. 3-3-2 : Effectuez les mesures relatives à ces signaux et complétez les chronogrammes document réponse 6 (étude portant uniquement sur la commande de la rotation de l axe dans le sens horaire). 3-3-3 : En quoi cette fonction était-elle nécessaire? Expliquez. 4 LES SECURITES LIEES A LA FONCTION DISTRIBUER Activités : Réaliser le câblage du SIMULATEUR Mettre en œuvre la commande du moteur à l aide du SIMULATEUR AP25 Mesurer l évolution de la température de composants Documents à consulter Dans le CD AP25 Notice PELLENC attacheur AP25 («PRODUIT») Dans le CD SIMULATEUR AP25 Schéma fonctionnel («CARTE DE COMMANDE AP25») Faisceau d alimentation («CARTE DE COMMANDE AP25») Acquisition de la température («LES FONCTIONS») 4-1. LA COMMANDE DE LA FONCTION 4-1-1 : À partir des résultats obtenus à la question 3-2-1, définissez pour quelle raison la commande simultanée des transistors Q3 et Q7 (ou Q4 et Q8) n a jamais été rencontrée. «Faisceau d alimentation» dans SIMULATEUR AP25 - «CARTE COMMANDE» -> «Connexions» 4-1-2 : Dans une telle situation, quel est l élément de protection? 4-2. LA SURVEILLANCE DES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT puis «Schéma fonctionnel» dans CD SIMULATEUR AP25 -> «Carte commande AP25» «Acquisition de la température» dans CD SIMULATEUR AP25 -> «Les fonctions du simulateur» Septembre 2008 page 6/8

4-2-1 : En vous aidant des schémas fonctionnels, décrivez le dispositif de sécurité prévu par le constructeur de l attacheur concernant la fonction DISTRIBUER. Effectuez la procédure suivante : Régler la tension de sortie d une alimentation de laboratoire à la tension d environ 12V et sa limitation en courant à sa valeur maximale (environ 2A), puis l éteindre. Réaliser hors tension, le câblage de la carte SIMULATEUR AP25 en remplaçant le moteur d étude par une résistance de faible valeur (une dizaine d ohms) mais de très forte puissance (consommation souhaitée supérieure à 1A) Connecter un voltmètre afin de relever la tension V TEMP (PT11). Configurer les commutateurs du SIMULATEUR AP25 de la manière suivante : - Mode de commande (SW6) = Simulation (vers la droite) - Sortie PG (SW8) = /PG (vers le bas) - SW2 (vers le bas) [Mesure température CTN] Faites valider votre travail par le professeur. Mettez sous tension le simulateur, sans commande simulée du «Pont en H». 4-2-2 : Relevez la tension V TEMP (PT11). Commandez ensuite manuellement le «Pont en H» pendant une minute environ (commande correspondant à une rotation de l axe du moteur dans le sens horaire) 4-2-3 : Observez, pendant la durée de la commande, l évolution de la tension V TEMP (PT11) et décrivez celle-ci. La commande du «Pont en H» n étant plus activée, positionnez le commutateur SW2 vers le haut. Afin de déterminer la valeur de la température des boîtiers des transistors Q3 et Q4 pour laquelle le système définit un défaut de fonctionnement, simulez une variation de température en manipulant le potentiomètre P2. 4-2-4 : Déterminez par la mesure la valeur de la tension V TEMP (PT11), pour laquelle on peut observer une variation du signal D-TEMP. 4-2-5 : À partir d un schéma équivalent (association série entre le capteur CTN et la résistance R31), calculez la valeur résistive du capteur dans les conditions de la question précédente. A l aide de la courbe R=f (T) du capteur, déterminez la température de défaut. Le document réponse 7 présente le schéma électrique équivalent simplifié du moteur. 4-2-6 : Quelle est l influence d un blocage mécanique du moteur sur l intensité du courant consommé (vitesse de rotation nulle N=0) alors que celui-ci est sous tension d alimentation. Septembre 2008 page 7/8

4-2-7 : Représentez sur le document réponse le schéma équivalent du moteur dans ce cas, en fléchant le parcours du courant. 4-2-8 : Quelle conséquence thermique cela a-il sur les différents éléments du montage? Expliquez? «Notice PELLENC attacheur AP25» dans CD AP25 -> «Le produit» 4-2-9 : En vous aidant du dossier technique de l attacheur, quel est l incident de fonctionnement pouvant déclencher cette protection? Dans ce cas précis, déterminez quel est le boîtier de transistor dont il est particulièrement nécessaire de surveiller la température? Septembre 2008 page 8/8