TD Commande des machines

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EST Dakhla TD : Commande des machines
Pr. I. ABOUDRAR
2ème Année GE
2022/2023
Exercice 1 :
Si on considère une Machine à Courant Continu (MCC) bien commander en vitesse et en courant par
deux types de convertisseurs statiques (Fig. 1. et Fig.2.) (Régime permanent).
1- Préciser le type de chaque convertisseur présenté dans les deux figures.
2- Donner les équations de la vitesse et du couple de la MCC.
3- Tracer la fonction 𝜔 = 𝑓(𝐼𝑎) et préciser tous les points caractéristiques sur cette courbe.
4- Trouver l'expression de la vitesse de la MCC en fonction de l'angle d'amorçage " 𝜶 ", (on suppose
que la MCC se comporte comme une résistance).
5- Trouver l'expression de la vitesse de la MCC en fonction du rapport cyclique "𝒅".
6- Quelle est la vitesse ( 𝝎
𝟏
) pour 𝑼
𝒂𝟏
= 𝟏𝟓𝟓𝑽 ? la machine est chargée au tiers de la charge
nominale (𝑪𝒓 =𝑪𝒏/𝟑). Dans ce cas trouver " 𝜶 " et " 𝒅 ".
7- Par la suite en charge le MCC à deux tiers de la charge nominale, mais cette fois on veut
maintenir la vitesse égale à 𝝎
𝟏
(c.-à-d. 𝝎
𝒓𝒆𝒇
= 𝝎
𝟏
). Alors, calculer la nouvelle tension 𝑼
𝒂𝟐
et
"𝜶" et " 𝒅 ". Enfin, la machine est à pleine charge et la vitesse étant toujours maintenue égale à
𝝎
𝟏
(c.-à-d. 𝝎
𝒓𝒆𝒇
= 𝝎
𝟏
). Alors retrouver la nouvelle tension 𝑼
𝒂𝟑
et " 𝜶 " et " 𝒅 ".
TD : Variation de vitesse de la MCC

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Pr. I. ABOUDRAR
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2022/2023
Exercice 2 :
A/ ETUDE De la MCC :
La MCC est à excitation indépendante. Le flux est maintenu constant. La f.é.m. E est proportionnelle à
la vitesse angulaire Ω : 𝑬 = 𝑲.Ω avec K=1.53 V.rad-1.s.
- La résistance de l’induit vaut : R=2,0 Ω .
- La Tension nominale d’induit : U=180V.
- L’intensité nominale d’induit : I=10A.
1- Calculer pour le fonctionnement nominal :
- La force électromotrice E.
- La vitesse angulaire Ω et la fréquence de rotation n.
- La puissance électromagnétique Pe et le moment du couple électromagnétique Te.
2- Démontrer que le moment du couple électromagnétique est proportionnel à l’intensité I.
3- Donner la valeur du coefficient de proportionnalité.
B/ Etude du hacheur :
Fig. 3.
La tension ug commande l’interrupteur électronique K. C’est une tension en créneaux représentée sur le
document-réponse.
Analyse du fonctionnement du hacheur. L’interrupteur K et la diode D sont supposés parfaits. La tension
d’alimentation est : V = 300 V.
❖ Quand ug > 0 l’interrupteur K est fermé.
❖ Quand ug < 0 l’interrupteur K est ouvert.
1- Calculer la fréquence f du signal ug et la valeur de son rapport cyclique 𝜶.
2- Donner les valeurs de uK et de u pour chacune des deux phases de fonctionnement du hacheur,
sachant que le courant dans le moteur ne s’annule jamais.
3- Représenter sur le document réponse les graphes u(t), iK(t) et iD(t).
4- Exprimer la valeur moyenne <u> de u(t) en fonction de V et de 𝜶.
5- Rappeler la valeur moyenne <uL> de uL(t).
6- Exprimer alors <u> en fonction de E, R et <i>, valeur moyenne de i(t).
7- Dans les conditions du document réponse, donner la valeur de <i>.

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8- En déduire la valeur numérique de E.
L’ondulation du courant peut se caractériser par ∆IL=Imax-Imin où Imax et Imin sont les valeurs extrémales de
l’intensité du courant
On donne :
9- Indiquer deux façons de diminuer l’ondulation pour une valeur de 𝜶 donnée.
10- Calculer la valeur de l’inductance pour avoir un fonctionnement conforme au document-réponse.