TP COMMANDE D`UN MOTEUR À COURANT CONTINU

MOTEUR À COURANT CONTINU
TP COMMANDE D’UN MOTEUR À COURANT CONTINU
BUT DU TP :
Le but de ce TP est de commander un moteur à courant continu à l’aide d’un hacheur série à transistor MOS et de relever les
chronogrammes des courants et tensions du montage. Il doit donc permettre de valider le fonctionnement du hacheur. Le but est a ussi
de mesurer les caractéristiques essentielles du moteur et de la génératrice utilisés qui nous seront utiles pour le TP suivant de
l’asservissement de vitesse. .
OBJECTIFS :
A l'issue de ce TP, vous devez être capables de :
Proposer les méthodes de mesures permettant de mesurer les caractéristiques d’un MCC ;
Expliquer le fonctionnement du hacheur série sur charge R,L,E ;
MATÉRIEL À DISPOSITION :
Vous avez à votre disposition le matériel suivant :
Alimentation double, 1 GBF, 1 multimètre, un oscilloscope ;
Une plaquette comportant le moteur couplé à une génératrice ;
Texte du TP ;
Maquette hacheur à transistor MOS ;
Schéma structurel de la carte ;
Résultats de l’étude théorique.
I. ÉTUDE DU HACHEUR :
Le schéma de principe d’étude du hacheur commandant le moteur est le suivant :
24 V
Des résistances de 1,5 permettent de visualiser les courant dans les
différentes mailles.
M
G
D
T1
IRF640
G
Ve
S
I.1. Conduction continue :
On veut relever les signaux lors du fonctionnement en conduction continue.
Q 1.
Régler le GBF avec un signal 0 – 10V à 10kHz et un rapport cyclique de 1/3. Relever les chronogrammes de Ve,
IM, IT et ID, puis de Ve, UM, UT et UD en concordance des temps ;
Reporter sur ces chronogrammes les phases de conduction de la diode et du transistor.
Q 2.
Faire varier le rapport cyclique et observer la variation de la vitesse de rotation, du courant dans le moteur IM et
dans la diode.
Q 3.
Comparer ces résultats avec la théorie.
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I.2. Conduction discontinue :
On veut maintenant que le courant dans le moteur puisse s’annuler.
Q 4.
Toujours avec un rapport cyclique de 1/3 et une amplitude de 0 – 10V, diminuer la fréquence de Ve jusqu’à
atteindre la discontinuité du courant IM. Régler la fréquence à une valeur inférieure à la limite pour bien
visualiser le mode discontinu. Relever les chronogrammes de Ve, IM, IT et ID, puis de Ve, UM, UT et UD en
concordance des temps ;
Commenter les résultats obtenus.
II. IDENTIFICATION DES PARAMÈTRES PHYSIQUES DE LA MACHINE :
II.1. Résistance d’induit :
II.1.1. Première méthode :
Pour obtenir la résistance de la machine, il faut parvenir à l’alimenter en continu sans qu’elle puisse tourner. En effet, dans ce
cas, seule la résistance d’induit sera prise en compte (pas de fem à vide et inductance d’impédance nulle en continu). Sachant
que nous travaillons avec des machines à aimant identiques associées deux à deux, on procède de la façon suivante :
UM
E
M
G
Q 5.
Pourquoi la machine ne tourne–t–elle pas ?
Q 6.
Faire des mesures pour différents niveaux de
courant jusqu’à 1A.
N
Capteur
optique
Alimentation
Stabilisée
II.1.2. Deuxième méthode :
La génératrice est réalisée par un moteur identique à celui utiliser pour l’entraîner. Elle devrait donc avoir des
caractéristiques identiques. On propose la méthode de mesure suivante :
Ig
E
UM
M
G
A
V
Ug
RCH
N
Capteur
optique
Mesure à vide :
On règle E à 12V et on ne connecte pas la charge. On mesure alors la vitesse de rotation N0 et la tension Ug0.
Mesure en charge :
On connecte la charge RCH aux bornes de la génératrice et on règle E de façon à obtenir la même vitesse N0. On
mesure alors Ug et Ig.
Q 7.
Montrer que l’on peut mesurer la résistance Rg avec cette méthode.
Q 8.
Mesurer Rg et comparer la valeur obtenue avec la résistance RM.
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II.2. Inductance :
E
Hacheur
M
G
Rch
N
Ve
Capteur
optique
On charge la seconde machine afin de travailler à un courant moyen permettant d’éviter un mode discontinu. On choisit
une fréquence de hachage permettant de faire apparaître un courant pratiquement en dents de scie. Dans ce cas, on peut
montrer que :
L Q 9.
.(1 ).E.T
i
Démontrer la formule.
Q 10. Mesurer i pour un donné et en déduire L.
II.3. Coefficient K :
On suppose que les deux machines du banc sont identiques (même coefficient K pour chacune d’entre–elles).
On alimente le moteur avec l’alimentation stabilisée (tension de sortie E), la génératrice fonctionnant à vide. On relève la
tension aux bornes de la génératrice en fonction de la vitesse de rotation donnée par le capteur optique pour plusieurs valeurs
de E.
Q 11. En déduire K
Implantation des composants de la carte Hacheur.
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