concours externe d`adjoint technique

Corps :
BAP :
Emploi type concours :
Centre organisateur :
NOM :
1
(En majuscule, suivi s’il y a lieu, du nom d’épouse)
Prénoms : N° de table
Né(e) le : (Le numéro est celui qui figure sur la
convocation ou la liste d’appel)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Corps : Numérotez chaque page (dans
BAP : le cadre en bas de la page)
Emploi type concours : placez les feuilles intercalaires
Centre organisateur : dans le bon sens si besoin.
(Précisez, s’il y a lieu, le sujet choisi)
Appréciation du correcteur (uniquement s’il s’agit d’un examen) :
NE RIEN INSCRIRE DANS CE CADRE
Note :
20
UNIVERSITE MONTPELLIER 2
Concours externe ASI de recherche et de formation
BAP C :
Emploi Type : Assistant électrotechnicien
Session 2007
Epreuve écrite d’admissibilité
Durée : 3 heures
Coefficient : 4
Le « sujet-réponse » comporte 10 pages (y compris la page de garde)
Aucun document papier ou électronique autorisé - calculatrice de poche autorisée

NE RIEN ECRIRE
DANS LA PARTIE BARREE
Etude d'un réseau de bord :
Résumé :
L'année 2005 a été celle du décollage de l'avion gros porteur A380 d'AIRBUS. Cet avion utilise de plus en
plus de systèmes électriques et possède un réseau alternatif à fréquence variable. Dans ce document sont
abordés la génération électrique à partir des réacteurs, la protection des personnes et du matériel ainsi qu'une
approche concernant les harmoniques de courants de ligne à l'aide d'un autotranformateur dodécaphasé.
Caractéristiques générales :
• Motorisation : 4 réacteurs Rolls-Royce
• Capacité : 555 passagers
• Rayon d'action : peut atteindre 14 800 km
• Charge utile : de l'ordre de 150 tonnes pour la version cargo
Principales innovations :
• Commandes de vol électriques
• Réseau alternatif à fréquence variable
• Réseau de secours totalement électrique
• Servocommandes à puissance électrique
Source : AIRBUS et THALES pour Marc ODDON
IUT1 de Grenoble
Département Génie Electrique 1
2

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DANS LA PARTIE BARREE
Génération électrique principale
La génération du réseau alternatif triphasé à fréquence variable est assurée par 4 VFG (Variable Fréquency
Générator) directement accouplées sur l'étage haute pression de chaque réacteur.
fig 1 : Schéma de principe d'un alternateur VFG
Chaque VFG constitue une génératrice autonome à trois étages (génératrice à aimants permanents,
excitatrice, alternateur), et alimente sa propre "barre bus principale alternative" avec une fréquence de
réseau comprise entre 370 et 800 Hz environ (fig 1).
L'excitation de l'alternateur est commandée de façon à obtenir une tension efficace de sortie régulée de
115/200 V alternative. (Appelé POR Point of Régulation).
L'alternateur triphasé surprend par sa compacité pour une puissance apparente nominale relativement
élevée. La norme impose qu'il puisse supporter une surcharge de 100 % pendant 5 secondes.
• Dimensions: environ Φ=15cm et long = 20 cm
• Couplage étoile, 370 Hz à N= 11100 tr/min
• 2 paires de pôles
• Valeurs nominales : Ssn= 150 kVA, Vsn= 115V
• Circuit magnétique : Tôles cobalt, pertes nominales 40W/kg à 0,7 Tesla pour un total de 60kg environ.
• Enroulements : Méplat cuivre, bobinages à pas raccourcis 1/3, 96 encoches, 2 conducteurs par encoche, 4 voies d'enroulement.
• Densité de courant : 20A/mm2 refroidissement par circulation d'huile.
• Pertes mécaniques nominales : environ l0 kW.
• Rapport de multiplication de la fréquence de rotation réacteur Nin par rapport à la fréquence de rotation de l'arbre machine N :
2,667
Nin
N
==
km
3

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DANS LA PARTIE BARREE
Les caractéristiques à vide (fig 2) et en court-circuit triphasé (fig 3) de l'alternateur sont réalisées à la
fréquence minimale (370 Hz).
fig 2 : caractéristique à vide
fig 3 : caractéristique en CC
1. Expliciter le terme de "génératrice 3 étages" en précisant le rôle de chaque sous-fonction. Quels sont
les avantages d'un tel système par rapport à une excitation traditionnelle ?
• Etage 1 :
• Etage 2 :
• Etage 3 :
Avantage :
4

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DANS LA PARTIE BARREE
2. Exprimer la fréquence de sortie réseau f en fonction de Nin, km et p.
ormule de l’application:
3. En déduire le nombre de paire de pôles de l'alternateur et les excursions maximale, fmax, et minimale,
Hz
max=9000 tr/min => fmax = Hz
= correspond à N=11100 tr/min et f=370 Hz
4. Justifier sur des critères mécaniques l'intérêt en aéronautique d'un fonctionnement à fréquence variable
•
5. Calculer l'intensité nominale par phase Isn de alternateur.
n =
6. Le flux émis par un pôle
Φ (t) est de la forme Φ (t) = Φ
M . cos(p(
Ω t - θ
0)) . Exprimer ec(t) la force
ec(t) =
Formule de base:
F
fmin, de la fréquence réseau.
Nmin=4162 tr/min => fmin =
N
p
sur une telle gamme.
•
Is
électromotrice induite dans une spire d'induit en fonction de
Φ
M, f, p, t, et
θ
0.
ec(t) =
5