Activité GE8 TS
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AXE Z . Etude moteur TP8 GE TS PRESENTATION GENERALE Quel est le but du TP ? Mesurer et interpréter les caractéristiques (courant , couple, fem) du moteur de l’axe Z lors d’un cycle de fonctionnement en fonction de la charge et de la vitesse. Qu’allez vous apprendre ? Vous apprendrez à utiliser une pince ampèremétrique et à interpréter un relevé (courant/ Tension) en fonctions des paramètres charge et vitesse.. A quoi cela va t-il vous servir ? Ce travail vous permettra de comprendre l’influence de la charge et de la vitesse sur le fonctionnement d’un moteur. De quelles connaissances avez vous besoin ? Cours sur le moteur à courant continu. DONNEES PRATIQUES Quel est le matériel dont vous avez besoin ? - Le dossier comportant le TP Le sous système AXE Z + pince ampèremétrique + filtre + oscilloscope numérique. Le programme automgen de gestion d’un cycle axe Z. Comment sera évalué votre travail ? L’évaluation se portera principalement sur : - l’exactitude des réponses - la propreté du compte rendu - le soin apporté au matériel et son utilisation en respectant les consignes. - votre comportement général (pertinence des questions , dynamisme, autonomie…) Quelle doit être votre démarche de travail ? Vous allez dans un premier temps faire petite étude théorique puis réaliser des mesures et interpréter les résultats . Durée du TP : Lycée Louis Payen 2H 1 AXE Z . Etude moteur TP8 GE TS ETUDE DU MOTEUR DC DE L’AXE Z DU TRANSGERBEUR I. Etude théorique (30mn) Id+ : Courant de démarrage à la montée. IN : Courant nominal. Id- : Courant de démarrage à la descente. Idec+ : Courant de absorbé lors de la décélération à la montée. Idec- : Courant de absorbé lors de la décélération à la descente. IM : Courant de maintien. IMd : Courant de maintien à la descente. N : Vitesse de rotation nominale. . Description : Phase 0 : Le moteur est à l’arrêt, fourche en bas Phase 1 : Le moteur démarre (phase d’accélération) : la fourche commence à monter Phase 2 : Le moteur atteint sa vitesse nominale : la fourche monte à vitesse constante Phase 3 : Le moteur décélère : phase de freinage (toujours en montant) Phase 4 : Le moteur est à l’arrêt, fourche en haut. Phase 5 : démarrage en descente (phase d’accélération) : la fourche commence à descendre Phase 6 : le moteur atteint sa vitesse nominale : la fourche descend à vitesse constante Phase 7 : le moteur décélère : phase de freinage (en descente) (Recommence phase 0 : Arrêt (fourche en bas)) A partir du graphe précédent, et sachant que le couple est l’image du courant , complétez le tableau ci-dessous (voir doc reponse) (la colonne « durée » sera complétée plus tard au moment des mesures ) Rappel : La puissance = couple*vitesse rotation (vous pouvez donc déduire le signe) Lycée Louis Payen 2 AXE Z . Etude moteur TP8 GE TS Nature du mouvement Signe de la puissance Mode de fonctionnement (Moteur ou Générateur) Neant Neant Quadrant Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Neant Phase 5 Phase 6 Phase 7 Pour nature du mouvement, choisir parmi les termes ci-dessous : Uniforme Accéléré - Vitesse constante – Uniforme décéléré – Arrêt Générateur MOTEUR MOTEUR Générateur II – Mesures et calculs sur l’AXE Z du transgerbeur (1h30 mn) On souhaite vérifier les performances du système (vitesse et couple) dans différentes conditions de fonctionnement. – – – Charger dans l'automate le programme AXEZOK.AGN qui permettra le fonctionnement du transgerbeur suivant l'axe Z. Lancer le programme, passer en « auto », appuyer sur DCY et vérifier qu’il effectue bien un cycle montée/descente . Vérifier maintenant que le câblage ci-dessous a été bien réalisé (sinon appelez le prof): Schéma : Lycée Louis Payen 3 AXE Z . Etude moteur TP8 GE TS 1- Repérer la pince ampèremétrique et indiquer son calibre (sensibilité) La pince ampèremétrique sert à mesurer le courant moteur : il fournie une tension dont l’amplitude est proportionnelle au courant mesuré dans un conducteur ( utilise l’effet hall , voir document en annexe) . La dynamo tachymétrique fournie une tension qui est proportionnelle à la vitesse du moteur . sa valeur est de 10V/1000tr/mn. Pince et dynamo sont reliés à l’oscilloscope. Vous allez donc pouvoir mesurer le courant absorbé et la vitesse de rotation du moteur. Vérification : Vérifier et ajuster précisément le « 0 » de l’oscilloscope (appuyer sur le bouton GD de chacune des voies et ajuster avec les boutons Y-Pos1 et Y-pos2 . On adaptera les calibres Volt/div afin de visualiser correctement les signaux ) Passer en DC, allumer la pince ampèremétrique, et régler le « zéro » de la pince en appuyant et tournant le bouton en façade de l’appareil. Faire contrôler par le professeur avant de faire vos mesures. 2- On vous demande de réaliser une série de mesures afin de pouvoir compléter le tableau cidessous. Pour cela, vous devez : - Lester la caisse avec une charge (5kg ou 9k) , - Régler la consigne de vitesse max (600 ou 400 :modifier le mot m210 à l’étape 60 -onglet ACC_Z -) - Mesurer les tensions (images vitesse et courant) issus des appareils de mesure en phase vitesse constante lors de la MONTEE de l’axe Z.. En déduire ensuite les vitesses et courants. Consigne vitesse Charge en kg Nconsigne = 600 Nconsigne = 600 Nconsigne = 400 Nconsigne = 400 Lycée Louis Payen Tension issue Tension issue de la dynamo de la pince Vitesse relevé : N (tr/mn) Courant relevé : I (A) Charge : M=5kg Charge : M=9kg Charge : M=5kg Charge : M=9kg 4 AXE Z . Etude moteur TP8 GE TS 3- Calculer, pour une charge de 5kg (PTotal de l’axe : 35kg), le rapport Nconsigne600/Nconsigne400 et comparer avec le rapport des vitesses relevées correspondantes . Conclusion ? 4- Calculer ensuite le rapport Charge5kg (Ptotal : 35kg) /Charge9kg (Ptotal : 39kg) et comparer avec le rapport des courants relevés correspondants : conclusion ? 5- Quel est l’effet de la charge sur le courant absorbé ? 6- Relancer un cycle pour une consigne de 600 et une charge de 9kg et relever sur votre compte rendu le graphe correspondant en utilisant pleinement la largeur d’une feuille A4 (soignez la lisibilité !) Délimiter clairement sur votre graphe les phases de fonctionnement et préciser les quadrants . Indiquer si la machine fonctionne en « moteur » ou « générateur » 7- Relever sur la plaque signalétique du moteur les informations suivantes : Tension nominale U Courant nominal In Vitesse nominale N Puissance utile Pu (en Volt) (en A) (rpm ou t/min) (en W) Calculer la puissance absorbée par le moteur (Pabs) pour un fonctionnement nominal. Calculer le rendement du moteur . Calculer le couple utile en sortie axe moteur (Cu) Lycée Louis Payen 5 AXE Z . Etude moteur TP8 GE TS DOCUMENT REPONSE Durée Nature du mouvement Signe de la puissance Mode de fonctionnement (Moteur ou Générateur) Neant Neant Quadrant Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Neant Phase 5 Phase 6 Phase 7 Pour nature du mouvement, choisir parmi les termes ci-dessous : Uniforme Accéléré - Vitesse constante – Uniforme décéléré – Arrêt 1- sensibilité de la pince (calibre ) : ……………….. La pince fournie une tension proportionnel au courant moteur . La dynamo tachymétrique : 10V/1000tr/mn Elle fournie une tension qui est proportionnelle à la vitesse du moteur . Lycée Louis Payen 6 AXE Z . Etude moteur TP8 GE TS 2- On vous demande de réaliser une série de mesures afin de pouvoir compléter le tableau cidessous. Tension issue Tension issue Vitesse Consigne Courant Charge en kg de la dynamo de la pince relevé : N vitesse relevé : I (A) (tr/mn) Charge : Nconsigne = 600 M=5kg Charge : Nconsigne = 600 M=9kg Charge : Nconsigne = 400 M=5kg Charge : Nconsigne = 400 M=9kg 3- Calculer, pour une charge de 5kg (PTotal de l’axe : 35kg), le rapport Nconsigne600/Nconsigne400 et comparer avec le rapport des vitesses relevées correspondantes . Conclusion ? Nconsigne600/Nconsigne400 = ………………………………………………………………. Vitesse600/Vitesse400 = …………………………………………………………………………. Conclusion : ………………………………………………………………………………………… 4- Calculer ensuite le rapport Charge5kg (Ptotal : 35kg) /Charge9kg (Ptotal : 39kg) et comparer avec le rapport des courants relevés correspondants : conclusion ? Charge5kg (Ptotal : 35kg) /Charge9kg (Ptotal : 39kg) = ……………………………………………… Conclusion : ................................................................................................................................... I (5kg) / (9kg) = ………………………………………………………………………………………….. 5- Quel est l’effet de la charge sur le courant absorbé ? ………………………………………………. 6- Relancer un cycle pour une consigne de 600 et une charge de 9kg et relever ci-dessous le graphe de I correspondant. Délimiter clairement sur votre graphe les phases de fonctionnement et préciser les quadrants . Indiquer phases « moteur » ou « générateur » Lycée Louis Payen 7 AXE Z . Etude moteur TP8 GE TS 7- Relever sur la plaque signalétique du moteur les informations suivantes : Tension nominale U (en Volt) : Courant nominal In (en A) : Vitesse nominale N (rpm ou t/min) : Puissance utile Pu (en W) : Calculer la puissance absorbée par le moteur (Pabs) pour un fonctionnement nominal. Pabs = …………………………………………………………….. Calculer le rendement du moteur . = ………………………………………………………………… Calculer le couple utile en sortie axe moteur (Cu) : Cu = ………………………………………………………………….. Lycée Louis Payen 8
