Travaux pratiques de physique, STS GENIE

TP 2 Série 1 INFLUENCE DU LISSAGE DU COURANT PAGE 1 SUR 3
TRAVAUX PRATIQUES DE PHYSIQUE, STS GENIE ELECTROTECHNIQUE 2° ANNEE
SERIE 1 INFLUENCE DU LISSAGE DU COURANT LORS D'UN
TP2 REDRESSEMENT SEMI-COMMANDE MONOPHASE.
Récepteur: moteur à courant continu.
Situation : de nombreux procédés industriels nécessitent un entraînement à vitesse variable. Lors de l’utilisation d’un
moteur à courant continu alimenté par un convertisseur alternatif-continu, il convient de s’interroger sur l’intérêt d’ajouter une
bobine de lissage.
Objectif: Etudier l'influence d'une bobine de lissage lors de l'utilisation d'un moteur à courant continu alimenté par un pont
mixte monophasé.
-1- PREPARATION
Données : MCC 2kW 120 V Iex = 1.5 A
16,7 A
1600 tr/min
Génératrice 5 kW 120 V Iex = 2,5 A
39 A
1600 tr/min
-11- Le moteur à courant continu relié à un réseau monophasé par l’intermédiaire d’un pont mixte .Le moteur est
chargé par une génératrice à courant continu. On relève la vitesse avec une dynamo tachymétrique.
Faire un schéma du montage et prévoir les calibres des appareils de mesures.
-12- Soient : <I> : courant moyen dans le moteur,
VM : valeur maximale de la tension du réseau,
E : force électromotrice du moteur,
Lm, L : inducteur du moteur, inductance de la bobine supplémentaire,
R : somme des résistances du moteur, des bobines et des conducteurs.
Donner la relation liant u(t), i(t), R, Lm, L et E. (valeurs instantanées)
En déduire la relation :
   IVRE
R
M2 1
2
. . ( cos )
. .
-13- De quelle grandeur physique le courant moyen <I> est-il l'image?
De quelle grandeur physique la force électromotrice E est-elle l'image?

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-14- Simulation
Utiliser Psim pour remplir le tableau suivant et tracer les courbes Ip = f(<I>) ; I = f(<I>) Ireff = f(<I>) avec Ip
courant de pointe, <I> courant moyen, I courant efficace dans le moteur et Ireff courant efficace réseau.
Les couples de courbes avec et sans bobine seront tracées sur le même graphe.
Que semblent indiquer ces courbes quand à l'intérêt d'une bobine de lissage?
sans bobine
20°
50°
80°
110°
140°
170°
<I>
I
Ip
<uc>
Ireff
n
avec bobine
L= 0,5 H
20°
50°
80°
110°
140°
170°
<I>
I
Ip
<uc>
Ireff
n

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-2- PARTIE EXPERIMENTALE, MESURES
-21- L’induit du moteur est directement relié au pont mixte sans l’inductance supplémentaire L.
-211- Relever l’allure du courant dans le moteur ainsi que celle de la tension à ses bornes pour un point de
fonctionnement. Mesurer la vitesse du moteur.
-212- Remplir un tableau identique à celui de la préparation.
-213- Tracer les courbes suivantes pour plusieurs valeurs de  : Ip = f(<I>) ; I = f(<I>) et Ireff = f(<I>).
-22- On ajoute dans le montage l’inductance supplémentaire en série avec le moteur, afin d’assurer un
courant ininterrompu.
-221- Mêmes mesures et courbes qu’au -21- . On tracera les courbes sur les mêmes graphes qu'en -213-.
-23- Mesures de résistances
-231- Mesurer la résistance de l’inductance et du moteur.
-3- INTERPRETATIONS.
-31- Expliquer la forme du courant et de la tension pour chaque cas étudié -211- et -221-.
-32- Déduire des essais -211- le coefficient k du moteur tel que k = E/à flux constant.
-33- Comparer les courbes et les valeurs obtenues au -213- et au -221-.
-34- Calculer les pertes par effet joule dans l’inductance et dans le moteur lors des essais du -231-
-4- CONCLUSIONS.
-41- Comparer les valeurs des pertes Joules dans le moteur pour chaque montage pour un couple utile
identique.Quelle est l’incidence de l’ajout d’une bobine de lissage sur l’échauffement du moteur et sur sa
puissance utile, sur les pertes en ligne et sur les pertes dans le pont?
-42- En vous aidant des mesures et des documents joints conclure sur l’intérêt de l’ajout d’une bobine de lissage
lors de l’utilisation d’un pont mixte monophasé, et plus généralement lors de l’utilisation d’un moteur à courant
continu à vitesse variable.
Est-il nécessaire d’ajouter une bobine de lissage avec un pont mixte triphasé, avec un hacheur série,
pourquoi ?