Réversibilité

Electrotechnique – Fonction « Convertir l’énergie »
Série : TGE02ELS2
Puissance instantanée
Durée 3h20
1
Présentation
Sur le système transgerbeur, pour la partie axe Z, on désire suivre l’évolution du signe de la
puissance pendant un cycle prise de caisse. En mesurant la tension aux bornes du moteur et le
courant absorbée par le moteur de l’axe Z, par calcul, on pourra obtenir l’image de la
puissance instantanée du moteur de l’axe Z.
2
Vous avez à votre disposition
 Le système + le dossier technique,
 Une table traçante analogique,
 Une pince MX 200
3
On vous demande
3.1
Partie préparation écrite (50 minutes maxi)
3.1.1 Un moteur à courant continu est un convertisseur d’énergie réversible. Expliquer
ce qu’est la réversibilité dans ce cas.
3.1.2 Sur le schéma de puissance page 3/4 (document réponse 1), placer un
ampéremètre dans le circuit qui permettra de mesurer le courant moteur M1 et un voltmètre
qui donnera la tension aux bornes du moteur M1.
3.1.3 On veut visualiser le courant dans le moteur grâce à une table traçante analogique
(voie X : 28 cm et voie Y : 18 cm). Déterminer le calibre de la voie Y1 de la table traçante
sachant que le courant maxi dans le moteur de l’axe Z est +/- 8 A. La pince ampèremètrique
délivrera 100 mV/A (au lieu de 50mV/A) car on fera deux boucles autour des bras de la
pince.
3.1.4 On veut visualiser la tension aux bornes du moteur. Déterminer le calibre de la
voie Y2 de la table traçante sachant que la tension maxi aux bornes du moteur de l’axe Z est
+/- 60 V.
3.1.5 De même, déterminer le calibre de la base de temps sachant que le temps de cycle
maxi est de 25 secondes.
3.1.6 Déterminer les calibres réels que vous allez choisir.
Les calibres disponibles sur cette table traçante sont 10 V/cm, 1 V/cm, 100 mV/cm, 10
mV/cm, 1 mV/cm. Les calibres base de temps sont 20 s/cm, 10 s/cm, 5 s/cm, 2 s/cm, 1 s/cm,
500 ms/cm, 200 ms/cm, 100 ms/cm.
3.2
3.2.1
Activité de mesurage (durée : 1 heure maxi)
Montrer au professeur, sur le système, la direction des axes X, Y, Z.
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Nom fichier (840901177)
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Electrotechnique – Fonction « Convertir l’énergie »
Série : TGE02ELS2
3.2.2 Avec le professeur, identifier dans l’armoire électrique les points de mesure
repérés ci-dessus (voir schéma d’implantation page 25).
3.2.3 La table traçante mise à votre disposition ne possédant pas deux voies Y, vous
allez devoir faire les relevés en deux fois. On relèvera d’abord Im = f(t), ensuite Um = f(t).
3.2.4 Mettre en place les appareils de mesure afin de relever le courant moteur Im = f(t)
avec une table traçante analogique. Après accord du professeur, faire une acquisition du
courant pour une prise de caisse à l’adresse 51. Bien noter les échelles sur le relevé.
3.2.5 Mettre en place les appareils de mesure afin de relever la tension moteur Um =
f(t) avec une table traçante analogique. Après accord du professeur, faire une acquisition de
la tension pour une prise de caisse à l’adresse 51.
3.3
Exploitation des résultats (durée : 1 h 30 maxi)
3.3.1
Graduer les axes Um en volts et Im en ampères.
3.3.2 Tracer point par point, l’image du graphe de la puissance instantanée Pi = f(t). La
puissance instantanée est obtenue en faisant Pi(t) = Um(t) x Im(t). Vous choisirez comme
échelle des puissances 1 cm -> 50 W. Repérer les lieux où la puissance change de signe.
Démarche : Pour un point donné, déterminer Um et Im, faire le produit Um*Im et placer pour
ce même point, la puissance. Recommencer pour un autre point. Il n’est pas nécessaire de
prendre beaucoup de points pour tracer l’image de la puissance. Il suffit de choisir quelques
points significatifs et d’appliquer les règles mathématiques suivantes :
Cte x Cte
équation 1er degré x Cte
exponentiel x Cte
Forme U U
Forme I
I
U
I
I
Forme P P
P
3.3.3 Discuter du signe de la puissance. Par convention, lorsque le moteur absorbe de
l’énergie électrique, cette énergie est positive et s’il produit de l’énergie électrique, cette
énergie sera de signe négatif.
3.3.4 Repérer les phases (montée , descente, accélération, décélération, vitesse
constante, …) où la puissance est positive, négative.
3.3.5 Tracer en rouge sur l’analyse fonctionnelle page 4/4 (document réponse 2), le
parcours de l’énergie lorsqu’elle est de signe positif et en vert le parcours de l’énergie
lorsqu’elle est de signe négatif. Que fait-on avec cette énergie produite ?
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Série : TGE02ELS2
Document réponse 1
104
N
105
A
108
109
Q3
2x18V
T1
107
Q2
200
201
54V
0V
B
Q5
106
L1
241
240
242
202
204
243
203
205
KM3
222
220
221
KM2
Comman de d u
variateur
U1
VARIATEUR RTR
POUR MOTEUR CC
AXE Z
301
300
Parvex
RTR 60 /8
X3 1
Sel f 8 A
X3 0
X3 2
X3 3
L1
303
501
500
X1 8
X1 7
G1
M1
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Fre in
Géné ratrice
ta chymè triqu e
Nom fichier (840901177)
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Série : TGE02ELS2
Document réponse 2
R
W
E
Réglage des paramètres
du modulateur
• Consigne vitesse axe Z
• Ver rouillage du var iateur
• RAZ déf auts du var iateur
ordr e d’alimentation du
fr ein à manque de
courant
Éner gie
calo rifique
pe rd ue
Tension donnant l’image
de la fréquence de
rotation du moteur
Éner gie
électr iq ue
M oduler
l’éner gie
A limentation
monophas ée
54 V eff
Fréquence de
rotation
du moteur
A4411
•
•
•
•
Redresseurs
Condensat eurs
Hacheur 4 Quadrants
Dissipateur d’énergie
Énergie électrique m odulée
four nie au convertis seur
Éner gie
m é caniqu e
Énergie électrique
pour le frein ( 24 V = )
W
E
Con ver tir
l’éner gie
A4412
Com pte-r end u
de l’é tat d u
m o dulateur
Acquér ir la
do nnée
fr équ ence de
r otation
A4413
Génératrice t achymètrique
Couple, f réquence de rotation
Éner gie
m é caniqu e
fou rn ie p ar le
m o teur
Énergie mécanique due à la
charge devenue entraînante
Énergie électrique r estituée
par le convertiss eur pendant la descente
ou pendant la décélération
• Mot eur à courant cont inu
• Réducteur 1/20
• Frein mécanique à manque
de courant
A441
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