Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail Direction de la Recherche et de l’Ingénierie de la Formation : Division Examens Examen National de Fin d’année Session de juin 2019 Examen de Fin de Formation (Epreuve Théorique) Filière Electricité de la maintenance industrielle Niveau Technicien Durée Variante 4 heures V1 Barème /40 Consignes et Conseils aux candidats : Commencer vos réponses à partir de la deuxième page ; R Détail du Barème : Question Barème Question Barème Question Barème 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 0.50 0.50 0.75 0.50 0.25 0.75 3.00 0.50 0.50 0.50 0.75 0.50 0.50 1.00 0.50 0.50 4.1 4.2 4.3 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 7.1 7.2 7.3 7.4 2.00 1.50 4.00 0.50 0.75 4.00 2.00 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 1.00 0.75 0.50 7.5 7.6 7.7 2.00 0.50 1.00 Total /40 RSIB Exercice 1 1.1. Pourquoi on utilise le transistor MOSFET dans les convertisseurs pour la commande des /0.50pt machines et pas un transistor Bipolaire. 1.2. Quelle est la différence entre un système de logique combinatoire et un autre de logique /0.50pt séquentielle. 1.3. Que signifie les abréviations suivantes : MLI, GraFcET, THT /0.75pt 1.4. Définir la gestion de projet, /0.50pt Exercice 2 Dans une installation industrielle, on veut réaliser un décompteur asynchrone permettant d’avoir les états suivant : 7-6-5-4-3-7. 2.1. Combien de bascules J-K faut-il pour réaliser ce circuit. /0.25 pt 2.2. Donner la table de vérité de ce décompteur. /0.75 pt 2.3. Tracer le circuit logique à base de bascule J-K de ce décompteur. /3.00 pt Exercice 3 La plaque signalétique d’un moteur asynchrone triphasé, comporte les indications suivantes - Pu = 11,2 kW, V/U= 400V/690V, f = 50Hz. n = 920 tr/min. IN = 25 A. cos(φ) = 0,75. On vous donne : - Réseau 230/400 V. - Pertes fer statoriques PFS = 500W. - Résistance d’un enroulement R=0,5 Ω. - Les pertes fer rotoriques sont négligeables. 3.1. Calculer le nombre de pôles Np de ce moteur. /0.50 pt 3.2. Calculer le glissement g. /0.50 pt 3.3. Préciser le type de couplage (étoile ou triangle) ? Justifier votre réponse. /0.50 pt 3.4. Représenter ce couplage sur plaque à bornes de la figure 1 Annexe 1. /0.75 pt 3.5. Calculer la puissance absorbée Pa. /0.50 pt 3.6. Calculer les pertes par effet joule dans le stator PJS. /0.50 pt 3.7. Calculer la puissance transmise au rotor Ptr et le couple électromagnétique Te. /1.00 pt 3.8. Calculer les pertes joules dans le rotor PJR, le couple utile Tu en bout d’arbre en /0.50 pt négligeant les pertes mécaniques. 3.9. /0.50 pt En déduire le rendement du moteur η. Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page1|5 RSIB Exercice 4 Une installation industrielle comporte 4 interrupteurs a, b, c, et d, permettant d’allumer les lampes E, F, G et H en fonction des équations et des conditions suivantes : - E a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d - F a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d G s’allume quand E=F. et - H s’allume quand E≠ F. 4.1. A l’aide de la table de Karnaught Simplifier les équations E et F. /2.00pts 4.2. Déterminer les équations de G et H en fonction de E et F. /1.50pt 4.3. Tracer le logigramme du circuit de cette installation (penser aux portes logiques XOR). /4.00pts Exercice 5 Une installation industrielle est équipée de 3 vérins pneumatiques A, B et C, la production des pièces nécessite le fonctionnement suivant le cycle pneumatique A+ A- B+ B- C+ C-. 5.1. Ce type de cycle présente le problème de chevauchement, comment ce problème se passe- /0.5pt il ?. 5.2. Donner trois solutions pour surmonter ce problème. /0.75pt 5.3. Parmi les solutions proposées est la mise en place d’un séquenceur, compléter alors le /4.00pts schéma pneumatique en annexe (Annexe 2) de cette installation. 5.4. Le vérin A est composé d’un piston de diamètre ØP = 10cm muni d’une tige de diamètre /2.00pts Ø = 3cm, la pression appliquée sur ce vérin est P= 800kPa. Calculer les forces de traction (FT) et de pousser (FP) de ce vérin. 5.5. Donner le GraFcET convenable de cette installation. /2.00pts Exercice 6 On considère un transformateur triphasé, compléter le tableau suivant dans votre feuille de réponse tous en précisant le type de couplage convenable (primaire et secondaire) et la raison du /4.00pt choix selon les cas donnés. Le cas Le type de couplage La raison 6.1. Le primaire et le secondaire sont en THT. 6.2. Le primaire en THT et le secondaire en fort courant. Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page2|5 RSIB 6.3. Le réseau est déséquilibré. 6.4. La distribution comporte des circuits d’éclairage et de prise de courant monophasé. Exercice 7 La figure suivante représente la commande par convertisseur statique d’une machine à courant continu MCC. T1, T2, T3 et T4 sont des thyristors qu’on les considère idéals, les chutes de tension à la fermeture sont négligeables. L est une bibine de lissage du courant. Soit T la période de fonctionnement et un coefficient compris entre 0 et 1. Pour 0 <t< .T : T1 et T4 sont commandés. Et Pour .T <t< T : T3 et T2 sont commandés. 7.1. Dans ces conditions, représenter sur le document Annexe 2, la tension u(t) et le courant /2.00pts i(t) en fonction du temps. 7.2. Déterminer la valeur moyenne Umoy de u(t) en fonction de E et . /1.00 pt 7.3. Comment varie le signe de Umoy en fonction de ? /0.75 pt La MCC de la figure précédente est à inducteur à aimant permanent, avec : la résistance de l’induit R = 4Ω, l’intensité nominale : In =4A, et la constante K=0.3 V.s.rad-1 (E =K.Ω). Les frottements et les pertes fer sont négligeables. 7.4. Calculer le moment du couple électromagnétique Te au courant nominal. /0.50 pt 7.5. Calculer la tension d’alimentation U pour les fréquences de rotation : n = 0 tr/min et n /2.00 pt = 50 tr/s, au courant nominal. On applique sur l’arbre de la machine, un couple résistant, de moment Tr = 0.8 N.m. 7.6. Quelle relation lie les moments des couples Te, et Tr en régime permanent ? /0.50 pt 7.7. Déterminer la relation exprimant Ω en fonction de U, R, k et Tr en régime permanent. /1.00 pt Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page3|5 RSIB ANNEXE 1 : Z X Y U V W Figure 1 Figure 2 Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page4|5 RSIB ANNEXE 2: Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page5|5 RSIB Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail Direction de la Recherche et de l’Ingénierie de la Formation : Division Examen Examen National de Fin d’année Session de juin 2019 Examen de Fin de Formation (Epreuve Théorique) Eléments de correction Filière Electricité de la maintenance industrielle Niveau Technicien Durée 4 Heures Variante V1 Barème /40 Consignes et Précisions aux correcteurs : Chers Mesdames et messieurs les correcteurs, veuillez SVP respecter impérativement les consignes suivantes : RSIB Exercice 1 1.1. Pourquoi on utilise le transistor MOSFET dans les convertisseurs pour la commande des /0.50pt machines et pas un transistor Bipolaire. On utilise un transistor MOSFET pour la commande des machines et pas un transistor bipolaire, car le MOSFET est commande par une tension à sa grille (par effet de champs) alors il est rapide par rapport au transistor bipolaire, commandé par courant à travers sa base, qui provoque des pertes joule. 1.2. Quelle est la différence entre un système de logique combinatoire et un autre de logique /0.50pt séquentielle. Un système de logique combinatoire n’a pas de mémoire ses entrées sont indépendant de ses sorties, par contre un système de logique séquentiel contient des mémoires et ses entrées dépend de ses sorties. 1.3. Que signifie les abréviations suivantes : MLI, GraFcET, THT /0.75pt MLI : Modulation de Largeur d’Impulsion GraFcET : Graphe Fonctionnel Etape Transition. THT : Très Haute Tension 1.4. Définir la gestion de projet, /0.50pt La gestion de projet ou pilotage d’un projet est l’organisation méthodologique mise en œuvre pour faire en sorte que l’ouvrage réalisé par le maitre d’œuvre réponde aux attentes du maitre d’ouvrage et qu’il soit livré dans les conditions du cout et du délais prévus initialement, indépendamment de sa fabrication. Exercice 2 Dans une installation industrielle, on veut réaliser un décompteur asynchrone permettant d’avoir les états suivant : 7-6-5-4-3-7. 2.1. Combien de bascules J-K faut-il pour réaliser ce circuit. /0.25pt Le plus grand nombre de ce cycle est le 7 qu’on peut le coder au minimum sur 3 bits alors on aura besoin de 3 bascules. Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page1|9 RSIB 2.2. Donner la table de vérité de ce décompteur. 2.3. QC QB QA 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 /0.75pt Le forçage se fait à l’état 010, alors on force QC, QB et QA pour avoir le 111. Tracer le circuit logique à base de bascule J-K de ce décompteur. /3.00pt Exercice 3 La plaque signalétique d’un moteur asynchrone triphasé, comporte les indications suivantes - Pu = 11,2 kW, V/U= 400V/690V, f = 50Hz. n = 920 tr/min. IN = 25 A. cos(φ) = 0,75. On vous donne : - Réseau 230/400 V. - Pertes fer statoriques PFS = 500W. - Résistance d’un enroulement R=0,5 Ω. - Les pertes fer rotoriques sont négligeables. 3.1. /0.5pt Calculer le nombre de pôles Np de ce moteur. On a n=920 tr/min donc ns=1000 tr/min alors ns 3.2. f 60 p donc p /0.5pt Calculer le glissement g. On a le glissement est : g 3.3. f 60 50 60 3 alors Np 6 ns 1000 ns n 1000 920 0, 08 8% . ns 1000 /0.50pt Préciser le type de couplage (étoile ou triangle) ? Justifier votre réponse. Le type de couplage à choisir est le couplage triangle car le moteur supporte une tension de 400V sur une bobine, c’est la tension composée du réseau. Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page2|9 RSIB 3.4. Représenter ce couplage sur plaque à bornes de la figure 1 Annexe 1. /0.75pt (Voir la figure 1 Annexe 1) 3.5. Calculer la puissance absorbée Pa. /0.5pt On a Pa 3 U I cos 3 400 25 0.75 12990W 3.6. /0.5pt Calculer les pertes par effet joule dans le stator PJS. On a PJS 3 R J 2 R I 2 0.5 25 2 312.5W 3.7. /1.00pt Calculer la puissance transmise au rotor Ptr et le couple électromagnétique Te. Ptr Pa PJS PFS 12990 312.5 500 12177.5W Te 3.8. Ptr Ptr 12177.5 60 116.29 N .m s ns 2 1000 2 60 /0.5pt Calculer les pertes joules dans le rotor PJR, le couple utile Tu en bout d’arbre en négligeant les pertes mécaniques. PJR g.Ptr 0.08 12177.5 974.2W 3.9. /0.5pt En déduire le rendement du moteur η. Pu 11200 0.86 Pa 12990 Exercice 4 Une installation industrielle comporte 4 interrupteurs a, b, c, et d, permettant d’allumer les lampes E, F, G et H en fonction des équations et des conditions suivantes : - E a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d - F a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d a.b.c.d 4.1. G s’allume quand E=F. et - H s’allume quand E≠ F. A l’aide de la table de Karnaught Simplifier les équations E et F. La table de karnaught de la fonction E La table de karnaught de la fonction F cd ab 00 00 1 01 11 10 1 cd ab 00 00 1 01 11 10 1 01 1 1 1 1 11 10 01 11 1 1 1 1 10 1 1 F b.d b.d b d E a.b a.d a.(b d ) 4.2. /2.00pts Déterminer les équations de G et H en fonction de E et F. G E.F E.F E F /1.50pt H E.F E.F E F Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page3|9 RSIB 4.3. Tracer le logigramme du circuit de cette installation (penser aux portes logiques XOR). /4.00pts Exercice 5 Une installation industrielle est équipée de 3 vérins pneumatiques A, B et C, la production des pièces nécessite le fonctionnement suivant le cycle pneumatique A+ A- B+ B- C+ C-. 5.1. Ce type de cycle présente le problème de chevauchement, comment ce problème se passe. /0.5pt Le problème de chevauchement est provoqué dans un cycle pneumatique dès que deux ordres contraires se suivent sur un vérin (A+A-). 5.2. Donner trois solutions pour surmonter ce problème. /0.75pt - Mise en place d’un séquenceur. - Mise en place d’un galet escamotable sur un coté et d’un galet normal sur l’autre coté. - Vanne d’inversion (distributeur 5/2 ou 4/2). 5.3. Parmi les solutions proposées est la mise en place d’un séquenceur, compléter alors le /4.00pts schéma pneumatique en annexe (Annexe 2) de cette installation. (Voir l’Annexe 2). 5.4. Le vérin A est composé d’un piston de diamètre ØP = 10cm muni d’une tige de diamètre /2.00pts Ø = 3cm, la pression appliquée sur ce vérin est P= 800kPa. Calculer les forces de traction (FT) et de pousser (FP) de ce vérin. FP P S P .P 2 4 8 105 0.12 4 6283, 2 N .P 2 . 2 5 2 2 FT P S s P 8 10 0.1 0.03 5717, 7 N 4 4 4 Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page4|9 RSIB /2.00pts 5.5. Donner le GraFcET convenable de cette installation. Exercice 6 On considère un transformateur triphasé, compléter le tableau suivant dans votre feuille de réponse tous en précisant le type de couplage convenable (primaire et secondaire) et la raison du choix selon les cas donnés. Le cas Le type de La raison couplage 6.1. Le primaire et le secondaire sont en THT. 6.2. Le primaire en THT et le secondaire en fort courant. 6.3. Le réseau est déséquilibré. 6.4. La distribution comporte des circuits d’éclairage et de prise de courant monophasé. Etoile- Etoile Chaque bobine supporte une tension de : V= U / √3 Etoile-Triangle Chaque bobine du primaire supporte une tension V= U / √3, et chaque bobine du secondaire supporte un coutant de J = I / √3 Etoile (neutre)- On aura besoin du neutre car le Etoile (neutre) réseau en primaire et en secondaire est déséquilibré. Etoile ou Primaire sera en triangle si THT, ou Triangle – Etoile étoile si le courant est grand, le avec neutre monophasé au secondaire impose le neutre donc étoile au secondaire. /1.00pt /1.00pt /1.00pt /1.00pt Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page5|9 RSIB Exercice 7 La figure suivante représente la commande par convertisseur statique d’une machine à courant continu MCC. T1, T2, T3 et T4 sont des thyristors qu’on les considère idéals, les chutes de tension à la fermeture sont négligeables. L est une bibine de lissage du courant. Soit T la période de fonctionnement et un coefficient compris entre 0 et 1. Pour 0 <t< .T : T1 et T4 sont commandés. Et Pour .T <t< T : T3 et T2 sont commandés. 7.1. Dans ces conditions, représenter sur le document Annexe 2, la tension u(t) et le courant /2.00pts i(t) en fonction du temps. (Voir l’annexe 2) 7.2. 7.3. /1.00pt Déterminer la valeur moyenne Umoy de u(t) en fonction de E et . U moy T T T T 1 T 1 1 . U (t ).dt . U (t ).dt U (t ).dt . E.dt E.dt T 0 T 0 T T T 0 U moy 1 1 T T . E 0 E T . E. T 0 E.T E. T E.(2 1) T T /0.75pt Comment varie le signe de Umoy en fonction de ? Si = 0,5 Umoy est nulle. Si < 0.5 Umoy est négative. Si > 0.5 Umoy est positive. La MCC de la figure précédente est à inducteur à aimant permanent, avec : la résistance de l’induit R = 4Ω, l’intensité nominale : In =4A, et la constante K=0.3 V.s.rad-1 (E =K.Ω). Les frottements et les pertes fer sont négligeables. Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page6|9 RSIB 7.4. Calculer le moment du couple électromagnétique Te au courant nominal. /0.50pt Te k .In 0.3 4 1.2 N .m 7.5. Calculer la tension d’alimentation U pour les fréquences de rotation : n = 0 tr/min et n /2.00pt = 50 tr/s, au courant nominal. U E R.In k . R.In k . On a 60.n R.In 2 60.n R.In 0 4 4 16V 2 - Pour n=0 tr/min on aura U k . - Pour n=50 tr/min on aura U k . 60.n 60 50 R.In 0.3 4 4 143.24V 2 2 On applique sur l’arbre de la machine, un couple résistant, de moment Tr = 0.8 N.m. 7.6. On a J . 7.7. /0.5pt Quelle relation lie les moments des couples Te, et Tr en régime permanent ? d Te Tr et en régime permanent la vitesse est constante donc Te Tr . dt Déterminer la relation exprimant Ω en fonction de U, R, k et Tr en régime permanent. On a Tr Te k .I k . Donc U k . Tr. /1.00pt U E k k U E U k . R R R R R alors k . U Tr. donc k k U R Tr. 2 k k Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page7|9 RSIB ANNEXE 1 : Z X Y U V W Figure 1 A+ a1 A+ a0 b1 C+ B+ B+ b0 c1 C+ c0 Figure 2 Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page8|9 RSIB ANNEXE 2: Session Examen de : Filière Epreuve de Variante Page Juin 2019 Fin de Formation Electricité de la maintenance industrielle Théorique V1 Page9|9 RSIB EXAMEN FIN FORMATION ( EMI 200 ) - 2009/2010/2011/2012/2013/2019/2020 : (THEORIQUE + CORRIGE) 2004/2010/2014 : THEORIQUE SANS CORRIGE 2018 : CORRIGE Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 1/7 RSIB Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 2/7 RSIB Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 3/7 RSIB Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 4/7 RSIB Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 5/7 RSIB Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 6/7 RSIB Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail Direction Recherche et Ingénierie de la Formation Examen de fin de formation, Formation initiale et cours du soir 2009 Filière Technicien en Electricité de Maintenance Industrielle Niveau : Technicien Epreuve théorique Durée : 4 heures Barème : / 40 Barème I1) Quels sont les inconvénients du démarrage direct d’un moteur asynchrone triphasé ? /1 2) Quels sont les avantages et les inconvénients synchrone ? du moteur /1 3) Est-ce que le moteur série peut fonctionner à vide? Justifier la réponse. /1 4) Qu’appelle-t-on la réaction transversale d’induit dans les machines à courant continu? /1 5) Quels sont les inconvénients d’un mauvais facteur de puissance pour le producteur de l’énergie électrique et pour le consommateur de cette énergie? /1 1) Simplifier les équations suivantes en utilisant l’algèbre de Boole. a) S 1 (a b c) (a b c) . / 1,5 II- b) S 2 ab bc ac a c b c . c) S 3 (a b) (b c) ( a b ) . 2) a) Quel est l’avantage que représente la bascule J-K par rapport à la bascule R-S synchrone ? b) Donner le symbole de la bascule J-K active sur front descendant et / 0,5 /1 Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 7/7 RSIB sa table de vérité avec les entrées de forçage. c) Etablir un diviseur de fréquence par 4 en utilisant cette bascule J-K. /2 IIIUn moteur asynchrone triphasé est soumis à des essais correspondant à son fonctionnement nominal. Il est alimenté par un réseau triphasé 230 V/400 V - 50 Hz. 1) Les enroulements du stator sont couplés en étoile. a) Quelle est la valeur efficace de la tension nominale aux bornes d’un enroulement du stator ? b) L’intensité efficace nominale du courant en ligne est de 18,5 A. Quelle est l’intensité efficace nominale du courant qui traverse un enroulement du stator? 2) La valeur des pertes constantes est de 1000 W. a) Qu’appelle-t-on pertes constantes? b) Quel type d’essai a permis de réaliser cette mesure ? Sur le document-réponse en annexe compléter le schéma de principe permettant cette mesure (méthode des deux wattmètres). 3) La résistance entre deux bornes du stator ( R = 0,8 ) couplé est mesurée à chaud par la méthode voltampèremétrique. Sur le document-réponse en annexe compléter le schéma de principe du montage en précisant la nature des appareils de mesure et la nature de l’alimentation que l’on suppose réglable. / 0,5 / 0,5 / 0,5 /1 /1 4) Lors de l’essai au point nominal de fonctionnement (à U = 400 V, f = 50 Hz), on a relevé la fréquence de rotation du rotor n = 1440 tr/min et le facteur de puissance du moteur cos = 0,86. Les pertes magnétiques dans le rotor sont négligeables. A partir de cet essai, déterminer a) La fréquence de synchronisme ns et le nombre p de paires de pôles ; b) Le glissement g ; c) La puissance Pa absorbée par le moteur ; d) Les pertes Pjs par effet Joule au stator ; e) Les pertes mécaniques Pm sachant qu’elles sont égales aux pertes magnétiques Pfer au stator ; f) La puissance Ptr transmise au rotor ; g) Les pertes Pjr par effet Joule au rotor ; h) La puissance utile Pu ; i) Le rendement ; j) Le moment Tu du couple utile. / 0,5 / 0,5 / 0,5 / 0,5 / 0,5 / 0,5 / 0,5 / 0,5 / 0,5 / 0,5 Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 8/7 RSIB IVUn système automatisé comprend trois moteurs M1, M2 et M3. Le fonctionnement de ce système est le suivant: Le moteur M1 est mis en marche par action sur un bouton poussoir « marche » S1 ; 10 s après, le moteur M2 se met en marche ; 15 s après le démarrage de M2, le moteur M3 démarre. Les trois moteurs sont protégés par trois relais thermiques (respectivement F1, F2 et F3), le déclenchement de l’un des relais provoque l’arrêt du système. L’appui sur un bouton poussoir S0 « arrêt » arrête le système à n’importe quel moment. On appelle K1M, K2M et K3M les contacteurs respectifs de M1 M2 et M3. Un automate programmable est utilisé dans le système de commande de ce processus. 1) Donner la liste des entrées et des sorties sous forme de tableau suivant : Entrée Adresse Sortie /1 Adresse 2) Faire un programme en langage à contacts « Ladder » qui permet la commande du système /2 VUn transformateur monophasé de 2000 VA, dont la tension primaire nominale est 380 V, 50 Hz a donné aux essais les résultats suivants : Essai à vide sous tension primaire nominale : U20 = 240 V, P10 = 60 W. On néglige les pertes par effet Joule dans I’essai à vide. Essai en court-circuit pour U1cc = 34 V: I2cc = 8 A, P1cc = 90 W. 1) Calculer le rapport de transformation. / 0,5 2) Que représente la puissance absorbée à vide P10? / 0,5 3) Montrer que I’on peut négliger les pertes fer dans I’essai en court-circuit. / 0,5 4) Faire le schéma du montage de I’essai en court-circuit en précisant les conditions expérimentales. /1 5) Donner le modèle équivalent du transformateur ramené au Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation / 0,5 9/7 RSIB secondaire. 6) Dans l’approximation de Kapp calculer les valeurs de la résistance totale Rs et la réactance totale Xs ramenées au secondaire. /1 7) a) Calculer la tension aux bornes du secondaire quand le transformateur débite une intensité I2 = 8 A dans une charge de facteur de puissance égal à 0,8 (caractère inductif), le primaire étant alimenté sous la tension nominale. b) Calculer le rendement du transformateur pour cette charge. /1 / 0,5 8) Le transformateur débite sur une charge purement résistive. Calculer la valeur efficace de l’intensité du courant au secondaire correspondante au rendement maximal. Calculer ce rendement. /1 9) Déterminer la nature et le facteur de puissance de la charge pour avoir une chute de tension au secondaire nulle. /1 VISoit le circuit de la figure suivante : 1) Reconnaître chaque composant dans le circuit. 2) Expliquer le fonctionnement de ce circuit. /1 / 1,5 VIIOn considère une installation de remplissage de sacs de produits granulés (voir figure suivante) par un mélange des deux produits de deux trémies de Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 10/7 RSIB stockage T1et T2. Cette installation comprend trois moteurs : M1, M2 : Moteurs asynchrones triphasés à cage qui entraînent deux vis sans fin des deux trémies T1et T2. M3 : Moteur asynchrone triphasé à bagues qui entraîne un tapis roulant. L’appui sur un bouton poussoir S1 met en marche M1 et M2 permettant d’avoir le mélange des deux produits. Une fois le mélange est pesé dans une trémie de pesage T3, un contact de fin de course (S2) (à fermeture) permet d’arrêter les moteurs M1et M2, d’ouvrir l’issu de la trémie T3 par un vérin (non étudié ici), et de mettre en marche le moteur M3 qui entraîne le tapis roulant pour remplir le sac. 20 s (temps nécessaire pour remplir le sac) après le démarrage complet du moteur M3 le tapis roulant s’arrête. L’appui sur un bouton poussoir S3 l’installation. permet d’arrêter à tout moment Pour les moteurs on adopte les démarrages suivants : Les moteurs M1 et M2 démarrent directement (un sens de rotation) ; Le moteur M3 démarre par élimination des résistances rotoriques en trois temps (un sens de rotation) ; La protection de chaque moteur est assurée par un relais thermique. Le déclenchement de l’un des trois relais provoque l’arrêt immédiat de l’installation. Etablir pour cette installation : 1) Le schéma du circuit de puissance. 2) Le schéma du circuit de commande. /2 /4 Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 11/7 RSIB VIIIUn hacheur série alimente une charge purement résistive à partir d’une tension continue de 24 V (tension d’entrée du hacheur). Ci-dessous est donnée la représentation de ic (courant dans la charge). Un ampèremètre mesure ic moy = 1,6 A ic t 100 200 300 s 1) Expliquer le principe de fonctionnement de ce hacheur en donnant son schéma de principe. 2) Quelles sont la fréquence de commande du hacheur et la durée de conduction ? 3) Calculer la tension moyenne Uc (aux bornes de la charge) et en déduire la valeur de la résistance de la charge. 4) Calculer la valeur du courant ic durant la conduction. /1 / 0,5 / 0,5 / 0,5 Filière : TEMI Niveau: T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 12/7 RSIB Annexe ( à rendre avec la copie d’examen) Nom et prénom du stagiaire :…………………………………………… III-2 b) 1 2 M 3 3 III-3) 1 M 3 2 3 Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 13/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 14/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 15/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 16/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 17/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 18/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 19/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 20/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 21/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 22/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 23/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 24/6 RSIB Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail Direction Recherche et Ingénierie de la Formation Examen de fin de formation, Formation initiale et cours du soir 2010 Filière Technicien en Electricité de Maintenance Industrielle Session juin 2010 Niveau : Technicien Epreuve théorique Durée : 4 heures Barème : / 40 Barème I. 6) Citer les différentes mode excitations d’un moteur à courant continu. /1 7) Pourquoi un système d’alarme ne doit pas être alimenté directement par le réseau ? /1 8) Expliquer les termes suivants : Transformateur type ODAF ; Transformateur type OFWF. /2 9) Quelle est la différence entre la sécurité active et la sécurité passive ? /1 1) Soient les équations suivantes : /3 II. A S 0 ( S1 A) B B S 0 ( S2 B ) A Tracer le logigramme de ces deux fonctions logiques : a) Avec les operateurs NON, ET, OU ; b) Avec les operateurs NAND ; c) Avec les operateurs NOR . 2) Une bascule D est câblée de la manière suivante : Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 25/6 RSIB /1 a) Reprendre et compléter le chronogramme ci-dessous : /1 b) Réaliser le schéma du montage d’un compteur synchrone binaire 4 bits a l’aide des bascules D. III. Un micromoteur à courant continu et à aimant permanent a les caractéristiques suivantes : la résistance d’induit R 16 et la tension nominale 12 V. On admet que les pertes, autres que par effet Joules, sont : Essentiellement d’origine mécanique Proportionnelles au carré de la fréquence de rotation /1 A vide, sous la tension nominale, on a relevé les valeurs suivantes : no = 7000 tr/min ; Io = 100 mA. /1 1) Calculer la constante K = E / n (V/tr/s) ; /1 2) Calculer le couple de frottement Tf à vide ; 3) Calculer le couple de démarrage Td. /1 En fonctionnement nominal, sous la tension Un = 12V la fréquence de rotation est de 5900 tr/min. Calculer : 4) La force électromotrice ; Filière : TEMI Niveau : T /1 /1 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 26/6 RSIB 5) Le courant dans l’induit ; /1 6) Le couple électromagnétique ; 7) Le couple utile. IV. Un moteur asynchrone tétra polaire est tel qu’à vide sa fréquence de rotation est très voisine de celle de synchronisme. En charge sa caractéristique mécanique est pratiquement rectiligne. En fonctionnement nominal, on déterminé : La puissance absorbée : 3,5 kW Le rendement : 87% La fréquence de rotation : 1440 tr/min /1 1) Calculer le couple utile. En fonctionnement à charge réduite, le glissement vaut 3,47%. /1 /1 Calculer : 2) La fréquence de rotation. /1 3) Le couple utile. 4) La puissance utile. /1 Le couple résistant de la machine entraînée est de 24 Nm. 5) Calculer le glissement correspondant. On augmente la charge du moteur jusqu’à ce qu’il fournisse la puissance utile Pu = 4200 W. /1 /1 Calculer : 6) La fréquence de rotation. 7) Le couple utile. V. L’étude d’un transformateur de distribution Dyn tel que U 1n = 20 kV, Sn = 100 kVA, a fourni les résultats suivants : mi : 0,0205 Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 27/6 RSIB Courant à vide : 2,5% Chute de tension résistive : 1,62% Chute de tension inductive : 3,25% /1 /1 1) Calculer la valeur efficace à vide U20 entre phases au secondaire. 2) Calculer la valeur efficace du courant à vide Io dans la ligne alimentant le primaire. /1 3) Pour la charge nominale et avec un cos2 = 0,8 calculer la chute de tension V2 aux bornes d’une phase du secondaire. /1 4) Pour la charge nominale et avec un cos2 = 0,8 calculer la tension U2 entre fils de phase au secondaire. VI. Un vérin de 30 cm de diamètre muni d’une tige de 10 cm de diamètre, il est soumis à une pression de 200 KPa. /1 /1 Calculer : 3) La surface de la poussée ; 4) La surface efficace de traction ; 5) La force de poussée du vérin ; 6) La force de traction du vérin ; 7) La masse maximale que peut pousser le vérin. /1 /1 /1 VII. L’équipement d’une « Fraiseuse » est composé : D’un moteur asynchrone triphasé à cage M1 entrainant la fraise qui démarre en étoile triangle avec un seul sens de rotation, sous une tension triphasée 220/380 V. D’un moteur asynchrone triphasé à cage M2 entrainant la table qui Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 28/6 RSIB démarre directement avec un seul sens de rotation, sous une tension triphasée 220/380 V. D’un moteur asynchrone triphasé à cage M3 entrainant directement le ventilateur à double vitesse à enroulements séparés 220/380 V. La fraise est commandée par 2 boutons poussoirs MA1 et AT1 ; la table est commandée par une boîte à 3 boutons poussoirs MA gauche , MAdroite et AT2 et par des fins de courses FCgauche et FCdroite . Le ventilateur est commandé par 3 boutons poussoirs MA – PV, MA – GV et AT3. Chacun des moteurs peut fonctionner séparément. - L’action sur AT1 provoque l’arrêt de la table et le ventilateur. - L’action sur AT2 entraine aussi l’arrêt du ventilateur. - En cas de déclenchement de l’un des relais de protection thermique, toute l’installation s’arrête. /2 /2 Donner les schémas développés des circuits : 1) De puissance. 2) De commande. VIII. Un convertisseur DC/DC possède les caractéristiques suivantes : Puissance utile (max.) : 2 W Tension d’entrée (continue) : 4,5 à 9 V Tension de sortie (continue) : 12 V Rendement : 75 % 1) Calculer le courant de sortie maximal ; /1 /1 /1 2) A puissance utile maximale, calculer la puissance thermique dissipée par le convertisseur ; 3) On applique 5 V en entrée. Calculer le courant d’entrée maximal. Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 29/6 RSIB Direction Recherche et Ingénierie de la Formation Examen de finOffice de formation, FormationProfessionnelle initiale et cours du soir de la Formation et de la Promotion du Travail 2011 Filière Technicien en Electricité de Maintenance Industrielle Session juin 2011 Epreuve théorique Niveau : Technicien Durée : 4 heures Barème : / 40 Barème I. 10)Citer les différents démarrages d’un moteur triphasé. /1 11)Donner le type de détecteur qui couvre le mieux pour une protection contre l’intrusion dans un entrepôt de 50 m de long. /1 12)Expliquer les termes suivants : Transformateur type ONAN ; Transformateur type ODWF /1 /1 13)Comment inverse t-on le sens de rotation des moteurs à courant continu et alternatif ? /1 II. On considère l’équation suivante : S = b c d abc ab c d a b c d a b c b c d a) Représenter la table de vérité de S. b) Simplifier cette équation en utilisant le tableau de Kharnaugh. c) Représenter le logigramme correspondant à l’équation simplifiée. III. a) En utilisant l'équation de fonctionnement de la bascule JK, donner le circuit de câblage d'une bascule JK à base des portes logiques NAND. b) Donner le circuit de câblage d’une bascule JK à base de bascules RS. c) Donner le circuit de câblage d’une bascule D à base de bascules JK. d) Donner le circuit de câblage d’une bascule JK à base de bascules D. e) Donner le circuit de câblage d’une bascule JK M/S à base de bascules RS. M : Maitre et S : Slave (esclave) Filière : TEMI Niveau : T /1 /1 /1 /1 /1 /1 /1 /1 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 30/6 RSIB IV. Le moteur à courant continu à excitation indépendante, fonctionnant à flux constant, possède les caractéristiques suivantes : Tension d'alimentation de l'induit : U N 100V Intensité dans l'induit : I N 105 A , Résistance de l'induit : R 0,050 , Fréquence de rotation : n N 1500tr / min , Tension d’alimentation de l’inducteur : uex 108V , Intensité d’excitation : iex 1,5 A , Moment du couple utile nominal : TuN 60 N .m . a) Calculer pour le fonctionnement nominal, la puissance utile du moteur PuN. b) Calculer pour le fonctionnement nominal, les pertes collectives P C. c) En déduire le moment du couple associé aux pertes collectives T C. d) En considérant que PC est proportionnel à la fréquence de rotation, que peut-on conclure pour TC ? /1 /1 /1 /1 V. Un moteur asynchrone triphasé tétra polaire 220 V/380 V à cage est alimenté par un réseau 220 V entre phases, 50 Hz. Un essai à vide à une fréquence de rotation très proche du synchronisme a donné pour la puissance absorbée et le facteur de puissance : Pv = 520 W et cos 𝜑= 0,157. Un essai en charge a donné: - l’intensité du courant absorbé : I = 12,2 A - le glissement : g = 5,5 % - la puissance absorbée : Pa = 3300 W. La résistance d'un enroulement statorique est r = 1,0 Ω. 1. a) Quelle est, des deux tensions indiquées sur la plaque signalétique, celle que peut supporter un enroulement du stator ? b) En déduire le couplage du stator sur le réseau 220 V. 2. Pour le fonctionnement à vide, calculer : a) la fréquence de rotation nv supposée égale à la fréquence de synchronisme ; b) l'intensité du courant en ligne Iv ; c) la valeur des pertes Joule dans le stator pJs v ; d) la valeur des pertes dans le fer du stator pfs, supposées égales aux pertes mécaniques pm. 3. Pour le fonctionnement en charge, calculer : a) la fréquence de rotation (en tr/min) ; b) la puissance transmise au rotor Ptr et le moment du couple Filière : TEMI Niveau : T / 0,5 / 0,5 / 0,5 / 0,5 /1 /1 /1 /1 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 31/6 RSIB électromagnétique Tem ; c) la puissance utile Pu et le rendement η ; d) le moment du couple utile Tu ; e) Le moteur entraîne une machine dont le moment du couple résistant (en Nm) est donné en fonction de la fréquence de rotation n (en tr/min) par la relation : /1 /1 /1 𝑇𝑟 = 8 . 10−6 . n2 4. La partie utile de la caractéristique mécanique du moteur est assimilée à une droite. a) Déterminer la relation entre Tu et n (on prendra Tu = 17,5 Nm pour n = 1410 tr/min) ; b) En déduire la fréquence de rotation du groupe. /1 /1 VI. Un transformateur triphasé (étoile-étoile), de puissance apparente 300 kVA, 2300/230 V a les comme pertes fer de 2,2 kW et les pertes joules (à pleine puissance) de 3,8 kW. Déterminer le rendement du transformateur quand 70 % de la charge est appelée sous une tension de 230 V avec un facteur de puissance de 0,85. /4 VII. Pour prélever des pièces défilant sur une bande, la tige de piston d’un vérin double effet doit sortir jusqu’en position de fin de course lorsqu’on actionne un distributeur commandé par bouton-poussoir. . Le retour en position initiale est détecté par une fin de course (capteur à galet). La sortie de la tige du piston ne s’interrompt pas lorsqu’on relâche le bouton-poussoir. La vitesse de déplacement du piston doit pouvoir être réglée dans les deux sens. Donner le schéma de commande pneumatique de cette installation. / 1,5 Un vérin doit pouvoir soulever une charge de 1,2 T, sachant que son diamètre intérieur est 10 cm, l’accélération de la pesanteur g = 10 N/kg. Calculer la pression de service en Bars. / 1,5 VIII. IX. Une chaîne transporteuse de briques et du sable, dont le schéma représentatif est donné sur la figure ci-dessous, est équipée d’un moteur asynchrone triphasé à cage M1 et d’un moteur asynchrone triphasé à rotor bobiné M2. Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 32/6 RSIB FC_1 Le moteur M1 démarre directement avec un sens de rotation. Le moteur M2 démarre en trois temps un sens de rotation ; en appuyant sur le bouton poussoir Mbar ; le moteur M1 démarre ; une fois le capteur Fc1 actionné ;il faut attendre 5 secondes pour démarrer le moteur M2. Un bouton poussoir Barr permet d’arrêter l’installation. Elaborer pour ce système : 1. A commande câblée : a) Le schéma du circuit de puissance ; b) Le schéma du circuit de commande. 2. A commande programmée : a) Refaire le cahier de charge en donnant les entrées, les sorties et leurs adresses ; b) Le grafcet de fonctionnement Filière : TEMI Niveau : T / 1,5 / 1,5 /1 /1 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 33/6 RSIB Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail Direction Recherche et Ingénierie de la Formation Examen de fin de formation, Formation initiale et cours du soir 2011 Filière Technicien en Electricité de Maintenance Industrielle Session juin 2011 Niveau : Technicien Corrigé de la théorie Durée : 4 heures Barème : / 40 Barème X. 1) les différents démarrages: a) direct b) Etoile triangle ; c) Autotransformateur ; d) Elimination st torique e) Rotorique . f) Démarreur électronique…. 2) détecteurs permétriques……. /1 3) Explication des termes : /1 /1 Le refroidissement des transformateurs est caractérisé par lettres suivantes : le type de fluide : A = Air, O = Huile, W = Eau ; le type de circulation : N = Naturelle, F = Forcée, D = Dirigée Exemples: ONAN (Oil Natural Air Natural): circulations naturelles de l'huile dans le transformateur et de l'air sur ses surfaces extérieures. ONAF (OIl Natural Air Forced): circulations naturelles de l'huile dans le transformateur et air ventillé sur ses radiateurs. ODAF , OFAF, ODWF (avec de l'eau!), 14) Comment inverse t-on le sens de rotation des moteurs suivants : - Moteur asynchrone triphasé ; - Moteur asynchrone monophasé ; - Moteur à courant continu ; - Moteur asynchrone monophasé : on change le sens de courant dans la phase principale ou dans la phase auxiliaire. - Moteur asynchrone triphasé: On change deux fils d’alimentation. Moteur à courant continu : On change le sens du courant dans l’induit ou dans l’inducteur Filière : TEMI Niveau : T /1 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 34/6 RSIB XI. a) S cd 00 ab 01 11 10 /1 00 1 01 1 11 1 10 1 1 1 1 1 1 1 /1 S =b c d b) abc ab c d a b c d a b c b c d = ab + ac + bc d + c d Représenter le logigramme correspondant à l’équation simplifiée en utilisant les portes OU, ET et NON. c) a b c d /1 S XII. f) Question de cours. g) Question de cours. h) Question de cours. i) Question de cours. j) Question de cours. /1 /1 /1 /1 /1 XIII. PuN TuN N AN : a) 𝑷𝒖𝑵=𝟔𝟎×𝟏𝟓𝟎𝟎×𝝅/𝟑𝟎 , 𝑷𝒖𝑵=𝟗𝟒𝟐𝟎 𝑾 ; b) PcN PemN PuN PcN ( U N RI N ) I N PuN ;𝑷𝒖𝑵=𝟓𝟐𝟖 𝑾 /1 /1 c) /1 Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 35/6 RSIB 𝑻𝒄𝑵= 𝟓𝟐𝟖 𝟏𝟓𝟎𝟎×𝝅/𝟑𝟎 = 𝟓𝟐𝟖 = 𝟑. 𝟒 𝒎𝑵 𝟏𝟓𝟕 /1 Inversement proportionnelle à la fréquence. d) XIV. 1- / 0.5 a) 220 V b) Couplage triangle / 0.5 a) la fréquence de rotation nv supposée égale à la fréquence de synchronisme / 0.5 21500 tr/min b) l'intensité du courant en ligne Iv /0.5 =5A ; = =8.6A /1 c) la valeur des pertes Joule dans le stator pJs v 3 R Jv² = R Iv² = 75 W (couplage triangle) d) la valeur des pertes dans le fer du stator pfs, supposées égales aux pertes mécaniques pm /1 /1 Bilan de puissance : pfs + pm = 520 – 75 = 445W pfs = pm = 445 W / 2 = 222.5 W 3- Pour le fonctionnement en charge, calculer : a) la fréquence de rotation (en tr/min) 1500(1- 0,055) = 1417.5 tr/min /1 b) la puissance transmise au rotor Ptr et le moment du couple électromagnétique Tem /1 Ptr = 3300 –149 – 222.5 = 2928.5 W = 19.7mN c) la puissance utile Pu et le rendement η Pu = 2928.5 – 2975×0,055 – 222.5 = 2545 W η= 2545 / 3300 = 77,2 % /1 = 17.2mN d) le moment du couple utile Tu : 4La partie utile de la caractéristique mécanique du moteur est assimilée à une droite. Déterminer la relation entre Tu et n (on prendra Tu = 17,5 Nm pour n = 1420tr/min). Tu = 0 Nm à n = 1500 tr/min D’où :Tu = - 0.2 n + 300 En déduire la fréquence de rotation du groupe. A l’équilibre : Tu = Tr = - 0,2 n + 300 La résolution de cette équation du second degré donne : n = 1412 tr/min /1 /1 /1 XV. 𝜂= Filière : TEMI 3𝑉2 (0.7)𝐼2 𝑐𝑜𝑠𝜑 3𝑉2 (0.7)𝐼2 𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑃𝑓 + 3𝑅2 (0.7 × 𝐼2)2 Niveau : T × 100 /4 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 36/6 RSIB 0.7 × 𝑆 × 𝑐𝑜𝑠𝜑 𝜂= × 100 0.7 × 𝑆 × 𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑃𝑓 + 𝑃𝐽 (0.7)2 0.7 × 𝑆 × 𝑐𝑜𝑠𝜑 𝜂= × 100 0.7 × 𝑆 × 𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑃𝑓 + 𝑃𝐽 (0.7)2 𝜂= 0.7 × 300 × 103 × 0.85 × 100 0.7 × 300 × 103 × 0.85 + 2.2 × 103 + 3.8 × 103 (0.7)2 𝜂 = 97.7 % XVI. Masse = 1200 kg F = 1200 ×10 = 12000 N Dint 10 cm S = 0.007868 m² P= F/S P= 12000/0.007868 = 15.25Bars / 1,5 XVII. / 1,5 XVIII. 3. a) Question de cours b) Question de cours / 1,5 4. A commande programmée : / 1,5 c) adresses des entrées, des sorties en fonction de l’automate d) Le grafcet de fonctionnement Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 37/6 RSIB Entrés Bmar Barr FC1 Sorties Km1 Km2 Km3 Km4 /1 /1 adresses adresses commentaires Contacteur tapis 1 Contacteur ligne tapis2 Contacteur2eme temps Contacteur 3er temps 1 Mbar 2 Km1 3 T Fc1 Km1 T/5s 4 Km1 Km2 T T/5s Km1 Km2 Km3 T Km1 Km2 Km4 T T/5s T/5s.Barr Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 38/6 RSIB Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail Direction Recherche et Ingénierie de la Formation Examen de fin de formation, Formation initiale et cours du soir 2012 Filière : Technicien en Electricité de Maintenance Industrielle Session juin 2012 Niveau : Technicien Epreuve théorique Durée : 4 heures Barème : / 20 Barème I- 15)Quelle est la différence entre un réducteur et un variateur de vitesse. /1 16)Citer les systèmes de refroidissement des transformateurs. /1 IIOn considère l’équation suivante : S = abcd abc ac ab d) Simplifier cette équation en utilisant le tableau de Karnaugh. e) Représenter le logigramme correspondant à l’équation simplifiée. /1 /1 IIIUn moteur asynchrone triphasé est alimenté par un réseau 127 / 220 V – 50 Hz. Il fournit une puissance mécanique de 14 kW avec un facteur de puissance de 0,82 et un rendement de 0,7. Sa vitesse de rotation est n1 = 1460 tr/min. 1) Calculer : a) Le nombre de pôles et le glissement. b) La puissance absorbée par le moteur. c) L’intensité en ligne et le moment du couple utile C1. 2) La plaque signalétique du moteur porte l'indication 220 / 380 V. Quel est le couplage du stator ? Filière : TEMI Niveau : T /1 /1 / 1,5 / 0,5 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 39/6 RSIB 3) On donne la caractéristique mécanique du rotor dans sa partie utile : (C = f (n ) = - a xn + b) Couple mécanique (C) C1 C2 n1 n 2 Vitesse de rotation du rotor (n) a) Déterminer les valeurs de a et b, en reprenant les valeurs numériques de C1 et n1. On rappelle qu'à vide, la vitesse de rotation est n0 = 1500 tr/min. /2 b) Calculer la vitesse de rotation du moteur pour un couple mécanique de valeur C2 = (3/4) x C1 et la puissance mécanique correspondante. /1 4) Le démarrage étoile - triangle est-il possible pour ce moteur avec le même réseau ? Justifier. / 1,5 IVOn considère un poste de perçage (voir la figure à la page suivante)composé de deux unités l’unité U1 et l'unité U2. L’opérateur a pour tâche de donner le départ cycle « dcy» et de monter et démonter les pièces. Pour l’unité U1 le mouvement de la descente et de la montée de la broche est assurée par un vérin à double effet V1 commandé par un distributeur bistable et la rotation de la broche est assurée par un moteur M1. Pour l’unité U2 le mouvement de la descente et de la montée de la broche est assurée par un vérin à double effet V2 commandé par un distributeur bistable et la rotation de la broche est assurée par un moteur M2. Fonctionnement : Initialement les vérins sont en position initiale (pistons rentrés). A condition de départ cycle et de présence de la pièce les deux perçages se déroulent en même temps jusqu’au retour de dernier vérin à sa position initiale. A ce moment est observée une pause de 20 s et un nouveau cycle peut Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 40/6 RSIB recommencer. Remarque : ( la rotation de chaque broche est assurée pendant la sortie et la rentrée du vérin correspondant ) 1) Donner la liste des entrées et des sorties sous forme de tableau suivant : Entrée Adresse Sortie / 1,5 Adresse 2) Donner le GRAFCET niveau 1 de cette application. 3) Donner le GRAFCE niveau 2 de cette application. /2 /2 VUn transformateur monophasé 110 / 220 V, 50 Hz a donné aux essais les résultats suivants : Essai à vide : Essai en court-circuit : U10 = 110 V, U20 = 220 V, I10 = 4 A, P10 = 70 W. U1cc = 7 V, I1cc = 25 A, P1cc = 110 W. 1) Calculer le rapport de transformation et le facteur de puissance à vide. /1 2) Donner le modèle équivalent du transformateur ramené au secondaire. /1 3) Dans l’approximation de Kapp calculer les valeurs de la résistance totale Rs et la réactance totale Xs ramenées au secondaire. / 1,5 Le primaire est soumis à la tension nominale U1N = 110 V. La valeur efficace de l’intensité du courant au secondaire est I 2 = 10 A débité dans une charge purement résistive. 4) Déterminer la tension au secondaire et le rendement du transformateur correspondant. /2 Le transformateur débite toujours sur une charge purement résistive. On Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 41/6 RSIB désire obtenir le rendement maximal. 5) Calculer la valeur efficace de l’intensité du courant au secondaire correspondante et le rendement maximal. /2 VIUn malaxeur est alimenté en poudres par un tapis roulant. Le malaxeur est entraîné par un moteur asynchrone triphasé à bagues M1 à un seul sens de rotation dont le démarrage est par élimination de résistances rotoriques en trois temps. Le tapis est entraîné par un moteur asynchrone triphasé à cage M2 à un seul sens de rotation dont le démarrage est direct. Fonctionnement : - Le moteur de malaxeur est mis en marche par action sur un bouton poussoir S1 et s’arrêté par action sur un bouton poussoir ( BP) S0. - Le moteur du tapis M2 a un démarrage sélectif par l’intermédiaire d’un commutateur à deux positions : - Position 1 : marche indépendante par action sur un BP S2, et l’arrêt par action sur un BP S3. Position 2 : marche asservie, le tapis ne peut démarrer que 5 s après le démarrage complet du malaxeur, et s’arrête en même temps que M1. Chaque moteur est protégé par un relais thermique. Le déclenchement de l’un des relais provoque l’arrêt de toute l’installation. Signalisation : Une lampe H1 signale la marche du moteur M1. Une lampe H2 signale la marche du moteur M2. Une sonnerie retentit lors de défaut thermique sur l’un des moteurs. Etablir pour cette installation : 3) Le schéma du circuit de commande ; 4) Le schéma du circuit de puissance ; 5) Le schéma du circuit de signalisation ; /4 /2 /1 VII1) Donner à l’aide de bascules J-K le schéma d’un compteur asynchrone modulo-8 / 1,5 2) Expliquer de quel compteur s’agit-il sur le document en annexe et compléter le chronogramme sur ce même document. /2 Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 42/6 RSIB VIIIL'induit d’un moteur à courant continu est alimenté par un hacheur série (voir le schéma ci-dessous). On suppose que l'interrupteur H et la diode D sont parfaits. La charge est constituée de l’association en série de l’induit du moteur avec une bobine. On appelle Vo, la tension d'alimentation du montage et uc la tension aux bornes de la charge. On donne Vo = 200 V. H i ic H u M D Vo uc i L D 1) Expliquer le principe de fonctionnement de ce hacheur. /1 2) Quel est le nom particulier de la diode D? Quel est le rôle de cette diode ? /1 On donne la fréquence de hachage égale à 50 Hz et ucmoy = 140 V. (on rappelle que : ucmoy = ( t1/T ) x Vo ; T = période de hachage ; t1 = le temps de conduction) 3) Calculer le temps de conduction t1 /1 4) Présenter l’allure de uc /1 Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 43/6 RSIB ANNEXE (Document réponse à rendre avec la copie ) Nom et prénom du stagiaire :………………………………………. QA +5V +5V +5V +5V J +5V PR Q J CK A Horloge K CLR QC QB Q PR +5V Q J PR CK B CK C K K CLR Q Q CLR Q H QA QB QC Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 44/6 RSIB Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail Direction Recherche et Ingénierie de la Formation Examen de fin de formation, Formation initiale et cours du soir 2012 Filière : Technicien en Electricité de Maintenance Industrielle Session juin 2012 Niveau : Technicien Epreuve théorique Durée : 4 heures Barème : corrigé / 20 Barème I- 17)Question de cours /1 18)Citer les systèmes de refroidissement des transformateurs. /1 - Refroidissement par l’air ambiant ; Refroidissement par l’air forcé (utilisation du ventilateur) ; Refroidissement par immersion dans l’huile ; IIOn considère l’équation suivante : S = abcd abc ac ab 1) Simplifier cette équation en utilisant le tableau de Karnaugh. Filière : TEMI Niveau : T /1 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 45/6 RSIB ab cd donc 00 01 11 10 00 1 01 1 11 1 1 10 1 1 /1 S ab ac a ( b c ) 2) Représenter le logigramme correspondant à l’équation simplifiée. a b c S III/1 III5) a) Le nombre de pôles et le glissement. La vitesse de rotation du moteur n1 1 410 tr . min 1 .est plus proche de de la vitesse de synchronisme nS = 1500 tr/min ce qui impose p = 2 ( 4 pôles ) et g = (nS – n1) / nS = (1500 –1410 ) / 1500 = 6%. b) La puissance absorbée par le moteur. On a Pu donc Pa = 14 / 0,7 = 20 kW Pa /1 / 1,5 c) L’intensité en ligne et le moment du couple utile C1. Pa = 3 xU x I x cos donc I = 20000 / ( 3 x 220 x 0,82 ) = 64 A Pu = 2 n 1 C 1 si n1 est exprimée en tr/s Pu 60 94.86 N . m donc C1= 2 1410 6) La plaque signalétique du moteur porte l'indication 220 / 380 V. Quel est le couplage du stator ? Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 46/6 RSIB / 0,5 puisque La plaque signalétique porte l'indication 220 380 V ça veut dire que l’enroulement du moteur supporte 220 V et puisque le réseau est 127V/ 220 V donc le couplage est triangle. 7) On donne la caractéristique mécanique du rotor dans sa partie utile : (C = f (n ) = - a xn + b) Couple mécanique (C) C1 C2 Vitesse de rotation du rotor (n) n1 n 2 /2 a) la caractéristique mécanique du rotor dans sa partie utile a pour équation C = –axn + b La caractéristique passe par le point C = 0 et n0 = 1500 tr/min La caractéristique passe aussi par le point C 1 = 94.86 N.m et n1 1 410 tr . min 1 . 0 = - ax 1500 + b 94.86 = -ax 1410 + b Ce qui donne a = 0,941 N.m / tr/min et b = 1412 N.m /1 Donc C = -1,054 x n + 1581 avec n en tr/min b) Calculer la vitesse de rotation du moteur pour un couple mécanique de valeur C2 = (3/4) x C1 et la puissance mécanique correspondante. 3 C 1 = 71,145 N.m 4 donc 71,145 = – 1,054 x n2 + 1581 donc n2 = 1432,5 tr/min Pu2 = C2 x 2 n2 10,667 kW 60 C2 Filière : TEMI Niveau : T / 1,5 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 47/6 RSIB 8) Le démarrage étoile - triangle est-il possible pour ce moteur avec le même réseau ? Justifier Le démarrage étoile sur le réseau 127V /220 V divise la tension de chaque enroulement par 3 . Dans ces conditions l’intensité en ligne sera divisée par 3 En effet si Z est l’impédance d’un enroulement on a les courants en ligne pour les deux couplages IY = 127 / Z et ID = 3 220 donc IY = ID / 3 Z et le couple utile aussi sera divisé par 3 . Donc pour que le moteur démarre en étoile-triangle il faut que le couple utile Cu reste supérieur au couple 3 résistant imposé par la charge. IV- 1) Les adresses seront données suivant l’automate existant à l’établissement. Entrée dcy (départ cycle) pp (présence pièce) 1S0 (vérin unité 1 en arrière) 1S1 (vérin unité 1 en avant ) 2S0 (vérin unité 2 en arrière) 2S1 (vérin unité 2 en avant ) Sortie K1M (contacteur moteur M1) K2M (contacteur moteur M2) V1+ (avance du vérin unité 1) V1- (recul du vérin unité 1) V2+ (avance du vérin unité 2) V2- (recul du vérin unité 2) Filière : TEMI Niveau : T / 1,5 adresse adresse Epreuve théorique : Examen de fin de formation 48/6 RSIB 2) Donner le GRAFCET niveau 1 de cette application ( voir grafcet niveau 2) /2 3) Donner le GRAFCE niveau 2 de cette application. /2 1 dcy.1S0.2S0 .pp 2 V1+ K1M 1S1 3 V2+ K2M 5 2S1 6 V1- K1M 1S0 V2- K2M 2S0 4 7 =1 8 t / X8/ 20 s V1) Calculer le rapport de transformation et le facteur de puissance à vide. m = 220 / 110 = 2 70 cos 0 0,21 110x3 /1 2) Donner le modèle équivalent du transformateur ramené au secondaire. /1 Zs I2 -m U1 U2 3) Dans l’approximation de Kapp calculer les valeurs de la résistance totale Rs et la réactance totale Xs ramenées au secondaire. Filière : TEMI Niveau : T / 1,5 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 49/6 RSIB P 1CC I ² 2CC mU 1cc Zs = I 2cc Rs or I2cc = I 1cc / m = 12.5 A donc Rs = 0.704 Donc Zs = 1.12 et Xs = Zs² Rs² 1.32 Le primaire est soumis à la tension nominale U1N = 110 V. La valeur efficace de l’intensité du courant au secondaire est I 2 = 10 A débité dans une charge purement résistive. 4) Déterminer la tension au secondaire et le rendement du transformateur correspondant. /2 Il faut calculer la chute de tension V R S I 2 cos 2 X S I 2 sin 2 0.704x 10 x 1 7.04 V U2 = 220 – 7.04 = 212,96 V 212.96 x 10 x1 212.96 x 10 x1 Pfer Pj 212.96 x 10 x1 92,2% 212.96x 10 x 1 70 110 Le transformateur débite toujours sur une charge purement résistive. On désire obtenir le rendement maximal. 5) Calculer la valeur efficace de l’intensité du courant au secondaire correspondante et le rendement maximal. /2 Le rendement est maximal si Pfer = PJ donc 70 = Rs x I2² 70 9.97 A 0.704 La tension correspondante V R S I 2 cos 2 X S I 2 sin 2 0.704x 9.97x 1 7.02V donc U2 = 212,98 V 212.98x 9.97 x1 212.98x 9.97 x1 93.81 % 212.98x 9.97 x1 Pfer Pj 212.98x 9.97 x1 140 I2 = VI6) Le schéma du circuit de commande ; 7) Le schéma du circuit de signalisation ; - /4 /1 K1M : contacteur moteur malaxeur K2M : contacteur moteur tapis. K2Q : contacteur 2ème temps. K3Q : contacteur 3ème temps. KA1, KA2 : relais temporisés Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 50/6 RSIB Ph F1 F2 s0 1 2 F1 F2 K1M K2M KA 1 K1M K2Q s3 K3Q K1M S1 S2 K2M KA 2 K3Q Sonnerie H1 H2 K1M KA 1 K2Q K3Q KA 2 K2M N /2 8) Le schéma du circuit de puissance Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 51/6 RSIB VII3) Donner à l’aide de bascules J-K le schéma d’un compteur asynchrone modulo-8 QB QC QA +5V +5V / 1.5 +5V +5V J PR Q PR J CK A J Q PR CK B CK C K K Q Horloge K CLR Q CLR Q CLR Q +5V 4) Expliquer de quel compteur s’agit-il sur le document en annexe et compléter le chronogramme sur ce même document. QA +5V +5V J +5V PR Q J CK A Horloge K CLR QC QB +5V +5V Q /2 PR +5V Q J PR CK B CK C K K CLR Q Q CLR Q C’est un compteur asynchrone modulo-6 Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 52/6 RSIB H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 QA QB /1 QC /1 /1 VIII1) Cours 2) La diode de roue libre. Elle permet à la bobine de libérer l’énergie emmagasinée. 3) ucmoy = ( t1/T ) x Vo ; T = période de hachage ; t1 = le temps de conduction avec ucmoy = 140 V et f = 50 Hz t1= ucmoy / (f x V0) = 140 / ( 50 x 200) = 14 ms 4) cours Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 53/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 54/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 55/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 56/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 57/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 58/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 59/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 60/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 61/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 62/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 63/6 RSIB Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion de Travail Direction Recherche et Ingénierie de la Formation Examen de fin de formation, Formation initiale et cours du soir Session juin 2014 Filière : Electricité de la Maintenance Industrielle Niveau : Technicien Durée : 4H Epreuve : théorique Barème : /40 Barème I. La gestion d’une installation électrique comportant trois moteurs M1, M2, M3 est faite par un automate programmable. Le fonctionnement est décrit comme suite : L’appui sur le bouton marche S1 provoque le démarrage de M1 dans le sens 1 10 s après, M2 démarre et M1 s’arrête Après 15 s ou activation du capteur C1,M2 s’arrête. M3 et M1démarrent dans le sens 2. L’activation de C2 provoque l’arrêt seulement de M3 M1 continue à fonctionner jusqu’au appui sur le bouton d’arrêt S0 KM11 et KM12 : contacteurs du moteur M1 KM2 : contacteur du moteur M2 KM3 : contacteur du moteur M3 /2 1) Donner la liste des entrées et des sorties sous forme de tableau suivant : Entrée Adresse Sortie Adresse 2) Etablir le grafcet correspondant au fonctionnement de l’installation. Filière : TEMI Niveau : T /3 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 64/6 RSIB II. 1- Donner le circuit de câblage d'une bascule JK à base des portes logiques NOR. /1 2- Donner la table de vérité de la bascule JK. /1 3- Deux bascules JK sont montées de la manière suivante : /2 Reprendre et compléter le chronogramme ci-dessous : III. On considère sortie S : Filière : TEMI la table de a b c d S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 Niveau : T vérité la Epreuve théorique : Examen de fin de formation 65/6 RSIB 1- Construire le diagramme de Karnaugh de la sortie S 2- Trouver l’expression simplifiée de la sortie S /1 /2 3- Tracer le logigramme de la sortie S /2 IV. 1- Donner le schéma électrique équivalent d’un moteur à courant continu /2 à excitation série. 2- On donne : Tension d’alimentation du moteur : U = 220 V Résistance de l’inducteur : r = 0,6 Ω Résistance de l’induit : R = 0,2 Ω Courant consommé : I = 20 A vitesse de rotation : n = 1500 tr⋅min-1 Calculer : a- La force électromotrice induite f.e.m. du moteur. b- La puissance absorbée, c- La puissance totale dissipée par effet Joule /0,5 /0,5 /1 /1 /1 d- La puissance utile si les pertes collectives sont de 100 W. e- En déduire le moment du couple utile et le rendement. Au démarrage, le courant doit être limité à Id = 40 A. f- Calculer la valeur de la résistance du rhéostat de démarrage à placer en /1 série avec le moteur. V. Soit un transformateur monophasé parfait 380V/220V, 50 Hz de puissance apparente nominale S=4 kVA. Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 66/6 RSIB 1. Calculer les courants nominaux I1N, I2N et le rapport de transformation m. /2 2. Calculer l’impédance de la charge et son facteur de puissance. En déduire les courants du transformateur et la puissance active fournie pour : une charge inductive constituée d’une résistance R=20 Ω en série avec une inductance L=50 mH. /3 VI. Soit un vérin double effet de 40 mm de diamètre muni d’une tige de 15 cm de diamètre et 20 cm de longueur. 1- Sachant que la pression de service est de 4 bars, calculer la force de poussée Fp et la force de traction Ft de ce vérin 2- Calculer la masse totale que peut pousser ce vérin 3- Calculer le temps nécessaire pour pousser une charge (la vitesse de sortie de la tige est : V=0,2 m/s) Filière : TEMI Niveau : T /1,5 /1 /1,5 Epreuve théorique : Examen de fin de formation 67/6 RSIB VII. Un moteur asynchrone triphasé, dont le stator est monté en étoile, est alimenté par un réseau 380 V entre phases 60 Hz. Chaque enroulement du stator a une résistance R = 0,4 Ω. Lors d'un essai à vide : le moteur tourne pratiquement à 1800 tr/min, la puissance absorbée est de P0 = 1150 W, le courant en ligne est I0 = 11,2 A. Un essai avec la charge nominale sous la même tension de 380 V, 60 Hz, a donné les résultats suivants: glissement: 4%, puissance absorbée: 18,1 kW, courant en ligne: 32 A. 1) Essai à vide: a) Calculer les pertes par effet Joule dans le stator lors de l'essai à vide. Que peut-on dire des pertes par effet Joule dans le rotor lors de cet essai? b) En déduire les pertes dans le fer sachant que les pertes mécaniques sont négligeables. /1 /1 2) Essai en charge: a) Calculer le facteur de puissance nominal et la fréquence nominale de rotation. b) Calculer la fréquence des courants rotoriques pour un glissement de 4%. /1 /1 - Que peut-on en déduire pour les pertes dans le fer du rotor? 3) Calculer les pertes par effet Joule dans le stator et dans le rotor en charge nominale. /1 4) Calculer la puissance utile et le rendement du moteur en charge nominale. /1 5) Calculer le couple utile nominal. /1 Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 68/6 RSIB I. Un pont de redressement mixte est soumis à une tension sinusoïdale v(t) de fréquence 50 Hz et de valeur efficace V = 230V. Les diodes et thyristors sont supposés parfaits. Les thyristors sont amorcés avec un temps de retard t0 = 2 ms La charge du pont est constituée par l’association de l’induit du moteur à courant continu en série avec une inductance L. 1- Quel est le rôle de la bobine d’inductance L ? 2- Reprendre la figure 1 et représenter uc(t) en concordance de temps 3- Déterminer l’angle de retard à l’amorçage des thyristors 4- Quel voltmètre peut-on utiliser pour mesurer la valeur moyenne de la tension aux bornes de la charge ? /0,5 /1 /1 /0,5 Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 69/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 70/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 71/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 72/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 73/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 74/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 75/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 76/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 77/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 78/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 79/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 80/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 81/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 82/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 83/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 84/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 85/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 86/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 87/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 88/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 89/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 90/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 91/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 92/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 93/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 94/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 95/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 96/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 97/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 98/6 RSIB Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion de Travail Direction Recherche et Ingénierie de la Formation Examen de fin de formation, Formation initiale et cours du soir Session juillet 2018 Corrigé Filière : Electricité de la Maintenance Industrielle Niveau : Technicien Durée : 4H Epreuve : théorique Barème : /40 1- Un redresseur non commandé permet d’avoir une tension moyenne fixe non variable, par contre le redresseur commandé permet d’avoir une tension moyenne variable en agissant sue le temps d’amorçage. 2- Démarrage direct –démarrage étoile triangle –démarrage rotorique –démarrage statorique …. Sujet1 1- Ns=3000 tr/min donc le nombre de pôles est 2. cos( )v 2- PJR= 0 3- pv 3I U 3200 0 , 21 323380 PJS 3 RS I 0 3 0,45 232 714,15W 2 PFS PV PJS Pméc 1455,85W 4- cos( ) 5- Pa 3 I U 24800 0 , 85 3 44380 N R 1 g N S 2820 tr / miin PJS 3 RS I 2 3 0,45 442 2613,6W Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 99/6 RSIB 6- PTR Pa PJS PFS 20730W PJR g PTR 1243,83W 7- Pu Pa PJS PFS PJR Pméc 18456,69W 8- 9- Pu 74% Pa Pu P 62,49 tr / min Tém TR 65,98 tr / min r S Avec a 0,347 et b 1041 Tu a N b Tu La vitesse du groupe (moteur + charge) Tu Tr a N ' b 0,02 N ' 40 N ' 2727,52 tr / min Sujet2 Sur la plaque signalétique d’un moteur à courant continu et à aimant permanent, le constructeur indique les caractéristiques suivantes : Tension d’alimentation : U = 48 V Résistance interne : r = 16 Ω Courant de démarrage : I0 = 3 A Puissance absorbée à vide: 4.8 W Intensité du courant à vide : 100 mA Puissance nominale absorbée à 1500 tr/min : 43 W Intensité nominale absorbée à 1500 tr/min : 900 mA Puissance nominale utile à 1500 tr/min : 27 W Remarque : « à vide » signifie que le moteur n’entraîne rien (aucune charge). 1. l’expression littérale de la tension aux bornes d’un moteur à courant continu 2. E=K.ϕ.Ω E=0 donc Ω=0 3. Pa=UxI=48x0,9=43,2 W Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 100/6 RSIB 4. la puissance Pj=r*I²=16*(0,9)²=12,96W. 5. la puissance électromagnétique Pem=E*I= (48-16*0,9)*0,9=30,24W. On admet que la puissance mécanique PM absorbée par les actions mécaniques internes est égale à la puissance électromécanique Pem absorbée à vide : à vide PM = Pem car Pu=0W 6. les pertes collectives Pc=Pa-Pj-Pu=3,24W. 7. les pertes collectives Pc absorbée à vide Pc=Pav-Pjv=4,64W. 8. la valeur du rendement η=62 %. 9. La valeur du couple électromagnétique Cem=Pem/Ω=0,19N.m. Sujet3 1) Sn V1n I1n V2 n I 2 n donc 2) I 2n I1n S n 2200 I1n 10 A V1n 220 S n 2200 I 2 n 17,3A V2 n 127 3) Putile Pch arg e V2n I 2n cos 127 17,3 0,8 Putile 1760 W 4) Putile 1 1 0,95 W6 W Ppertes Putile 1760 92,63 92, Putile Ppertes 0,95 5) La formule simplifiée de la chute de tension V2 V0 V2 R I cos L I sin Donc en utilisant les grandeurs nominales L V0 V2 n R I n cos L 1, 2 mH I n sin Sujet 4 1. compteur asynchrone modulo 12. 2. Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 101/6 RSIB Sujet 5 1. le schéma pneumatique du système Sujet 6 Etude du convertisseur statique 1. type de convertisseur statique : redresseur triphasé. 2. Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 102/6 RSIB 3. Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 103/6 RSIB I. Fonctionnement : Une impulsion sur "Sy " permet le démarrage de l’équipement. Les pièces arrivent par le tapis T1 et sont acheminés devant le vérin A. Ce dernier pousse la pièce devant le vérin B Lorsque le nombre –de trois pièces- est atteint, le tapis s’arrête et le transfert des pièces sur le tapis T2 s’effectue par le vérin B. Lorsque les pièces sont arrivées sur le tapis T2 celui ci fonctionne pendant 10 secondes. 1. Donner la liste des entrées et des sorties sous forme de tableau suivant : Entrée Adresse Sy d0 a0 a1 b0 b1 Sortie Adresse T1 T2 A+ AB+ B- 2. PROGRAMME Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 104/6 RSIB Filière : TEMI Niveau : T Epreuve théorique : Examen de fin de formation 105/6 RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB RSIB