DRF-4T

Nom……………………………………………………….Prénom…………………………………Classe 4ème T
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Dossier Réponse
A. PARTIE GÉNIE ÉLECTRIQUE
1. Microcontrôleur : Programmation d’un GRAFCET
En se référant à la page 3/6 du dossier technique, compléter le programme en Mikropascal Pro,
relatif au GRAFCET Tâche1 d’entraînement fond et flanc. (30x0,1=3pts)
N.B : Les broches non utilisées seront considérées comme des entrées.
Program Grafcet ;
Var
X10, X11, X10, X12, X13, X14, X15, X16, X17, t1, t2 : bit ;
X1 : sbit at portB.0 ;
I11 : ………………………………………………………….
………………………………………………………………
………………………………………………………….…..
…………………………………………………….…….….
…………………………………………………….………..
14M1 : …………………………….………………………..
KMP: ……………………………………………………….
Begin
TrisB := $ ......... ;
TrisC := $ ......... ;
14M1:=0 ;
…….……..; // Initialisation des sorties
……….… ;
……….... ;
X10 :=…...
X11 :=…...
X12 :=…... // Initialisation des étapes.
X13 :=…...
X14 :=…...
X15 :=…...
X16 :=…...
X17 :=…...
While True Do //…………………….……………
begin
IF (X10=1) ………….…... (……….……..) Then
begin
X10 …............ X11 …..............
end ;
IF (…...........….) ……..…. (……......…..) Then
begin
X11 ..…......... X12 …..........
end ;
IF ………………………..…...........……… Then
begin
X12 …............ X13 …............
end ;
IF (…………..) ………….…... ( t2=1) Then
begin
X13 ……......... X14 ….........
end ;
IF…………………………...................…. Then
begin
X14…………….. X15……………..
end;
IF (………..….….) and (…………..…..) Then
begin
X15 …............ X16 …............
end;
IF (……........…..) and (……........…) Then
begin
X16 …........... X17 …...........
end;
IF ……………….............……........……… Then
begin
X17 .....…....... X10 .....….......
end ;
IF (……..)OR(……..)OR(……..)OR(……..) OR(………)then
14M1:=1 else 14M1:=0;
IF (……….)OR(…………..) then KMP:=1 else ……..……….
IF (………….) then T1:=1 else T1:=0;
IF (………….) then T2:=1 else T2:=0;
IF (T1=1) then Delay_ms(………………………….) ;
IF (T2=1) then Delay_ms(………………………….) ;
End ;
END.

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T°(C)
0
70
50
U3(V)
0
12
0
URCH
0
U4(V)
12
220V
t
t
t
t
2. Étude du circuit de contrôle de la température
Se référer, dans cette partie, à la page 2/7 du dossier technique.
1.1. Montrer que U2= 9 + 9 × 10−3 × RT. (1pt)
…………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………….
1.2. Calculer les valeurs de la résistance RT et en déduire celles de la tension U2 dans les deux
cas suivants : (1pt)
a. T = 50°C
RT = ………………………………………..
U2 = ………………………………………..
b. T = 70°C
RT = ………………………………………..
U2 = ………………………………………..
1.3. On donne les valeurs des tensions seuils : VS1 = 10,2V et VS2 = 10V. Analyser le
fonctionnement du circuit de contrôle de la température en complétant le tableau ci-
dessous.(1,5pts)
U3(V)
U4(V)
S
(0 ou 1)
R
(0 ou 1)
Q
(0 ou 1 ou
mémorisation)
U2 ˂VS2
T˂50°C
…..
…..
…..
…..
…………..
VS2< U2< VS1
50°C<T<70°C
…..
…..
…..
…..
…………..
U2 ˃ VS1
T˃70°C
…..
…..
…..
…..
…………..
1.4. Compléter les oscillogrammes ci-
contre à partir des résultats de la question
1.3 (0,75pt)
3. Étude du moteur d’entrainement du fût
Le fût est entrainé en rotation par un moteur à courant continu à aimant permanent (MP). Indiquer
les significations de la plaque signalétique du moteur (MP) : (1,25pts)

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3.1. En se référant à la plaque signalétique, Compléter le tableau suivant, sachant que
Ra=1,2 (1,25pts)
Désignation
Pa (W)
pji (W)
Pem (W)
pc (W)
 ( en )
Formule
………………
……………
……………………….
……………………..
………………
Calcul
………………
……………
……………………….
……………………..
………………
3.2. Caractéristique mécanique : Le
mécanisme qu’il entraine le moteur
oppose un couple résistant constant
Tr=3,2N.m
a- Placer le point de fonctionnement M,
en déduire les coordonnées. (1pt)
n=…………………...Tu=………..……….
b- Calculer la puissance utile au point M
(1pt)
……………………………………………..
……………………………………………..
4. Étude de la variation de vitesse de rotation du moteur MP
4.1. L'induit du moteur "MP" est alimenté par un
hacheur série (fonction H1) dont le schéma est
représenté ci-contre, compléter le schéma
équivalent à l’induit et le symbole de la diode DRL.
4.2. À partir de l’oscillogramme UM(t) représenté
ci-contre, déterminer la valeur du rapport cyclique
"". (0,75pt)
………………………………………………………………………
4.3. Donner l'expression de la tension moyenne
<UM> (ou Umoy) en fonction de  et U. Calculer sa
valeur. (1pt)
………………………………………………………………
………………………………………………………………
4.4. La vitesse nominale du moteur nN = 1500 tr/min à
une tension d’induit nominale de 200V. Exprimer puis
calculer la vitesse de rotation n du moteur MP correspondante à la tension moyenne Umoy
calculée en 4.3. (On néglige la résistance Ra dans cette question). (1pt)
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
Schéma equivalent de l’induit

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5. Régulation de la vitesse de rotation du moteur MP
5.1. En se référant aux figures 6 et 7 à la page 3/6 du dossier technique, compléter le schéma
fonctionnel par la valeur de chacune des constantes K1, Kdt , KC et K2 . (2pts)
………….. H1
nC(t) ɛ(t)
uC(t) HM
UM(t)
……... ………..
udt(t)
nS(t)
ur(t)
+-
……….
u1(t)
Kdt
K1
K2
KC
5.2. A partir du schéma de principe (figure 6 page 3/6 du dossier technique), montrer que
(t) = uC(t) – ur(t). (1pt)
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
5.3. En exploitant le schéma fonctionnel établi en 5.1, montrer que (t) = 0,2V pour une vitesse de
rotation du moteur "MP" nS(t) = 676 tr/min et une vitesse de consigne nC = 696 tr/min. (1pt)
……………………………………………………………………….………………………………………………………………..
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
……………………………………………………………………….……………………………………………………………..…
5.4. Déterminer l’expression de la fonction de transfert 𝐻𝐺=𝑛𝑆(𝑡)
𝑛𝐶(𝑡) en fonction de H1 et HM en
appliquant la formule de Black et les règles de simplification graphique. (1,5pt)
……….……………..
nC(t) ɛ(t)
uc(t) nS(t)
ur(t)
+-
……….
nC(t) ………………...…….. uC(t) nS(t) nC(t) ……………………... nS(t)