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IST
2022-2023
TD Hacheurs
EXERCICE 1
Soit le montage suivant d’un hacheur série qui alimente un moteur à courant continu. On utilise un
oscilloscope bicourbe dont les deux voies sont branchées comme indiqué sur le schéma ci-dessous.
La résistance r a pour valeur 1Ω.
1. A partir de ce schéma, préciser ce que visualise :
La voie 1 de l'oscilloscope :
La voie 2 de l'oscilloscope :
2. Quel est l'intérêt d'utiliser une résistance r = 1 Ω ?
3. Déterminer la valeur de la fréquence de hachage f :
4. Déterminer la valeur du rapport cyclique α :
5. Déterminer la valeur de la f.é.m. E :
6. En déduire la valeur de la tension moyenne <uC> :
7. Déterminer la valeur de IMAX :
8. Déterminer la valeur de Imin :
9. En déduire la valeur du courant moyen <i> :
10. Établir l'expression de l'équation de fonctionnement de la charge (on négligera la tension
ri) et en déduire l'expression de <uC > en fonction de R, <i> et E' :
11. Pour le moteur à courant continu considéré, on considère que R = 0. En déduire l'expression
de E' en fonction du rapport cyclique et de la f.é.m. E et en déduire la valeur de E'.
12. On admet que pour ce moteur, E' = k.n. L'oscillogramme a été relevé pour une vitesse n =
1200 tr/min. Déterminer la valeur de k et préciser son unité.
13. On désire maintenant que la vitesse de rotation du moteur soit de n = 1600 tr/min. Calculer
la nouvelle valeur de E'.
14. En déduire la nouvelle valeur du rapport cyclique α qu’il faut pour obtenir cette vitesse de
rotation.
Voie 1
20V/div
Voie 2
0,2V/div
Base de
temps
0,2ms/div
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TD Hacheurs
EXERCICE 2
Soit le montage de la figure suivante :
La charge est un moteur à courant continu travaillant à couple constant.
On donne :
• Fréquence de hachage : f = 500 Hz
• La résistance de l’induit du moteur est : R = 1 Ω.
• Le courant dans le moteur soit considéré comme constant : i = I = cte (L très grand).
• L’interrupteur K est fermé lorsque 0 < t < α T
• L’interrupteur K ouvert entre α T et T
• La diode est supposée parfaite
On vous demande :
1- Représenter les allures de u et uK en fonction du temps.
2- Exprimer la valeur moyenne de u en fonction de V et α.
3- Représenter les allures de iK et i D en fonction du temps.
4- Exprimer les valeurs moyennes des courants iK et iD en fonction de I et α.
5- Déterminer l'intensité I du courant dans le moteur en fonction de V, E, R et α.
6- Application numérique : Calculer < u >, I et < i D > pour V = 220 V, E = 145 V et α = 0,7.
7- Établir la relation liant la vitesse n du moteur (en tr/min) à α pour E = 0,153 n, sachant que
R = 1 Ω, V = 220 V et I = 9 A.
8- Tracer n en fonction de α.
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TD Hacheurs
EXERCICE 3
Soit le montage de figure suivante avec les deux interrupteurs électroniques supposés parfaits
1- On donne les séquences de conduction de K1 et K2.
Représenter les chronogrammes u(t) ; i1(t) : i2(t)
2- Donner la relation entre <U>, α et E.
K1Fermé Ouvert
K2Ouvert Fermé
0tT
T t T
1
/
3
100%
