I-exercice qcm : A-Partie électrotechnique: (8PTS) MA

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Les moteurs MA, MB, MC et MP sont tous des moteurs à courant continu (voir dossier technique)
A-Partie électrotechnique: (8PTS)
I-exercice qcm :
Pour chacun des questions suivantes il peut y avoir une ou plusieurs réponses correctes. Cocher les bonnes réponses.
I.1°/ les différentes pertes d’un moteur à courant continue à aiment permanant sont :
a) les pertes par effet joule dans l’inducteur
b) les pertes constantes
c) les pertes par effet joule dans l’induit
I. 2°/ la partie mobile d’une machine est :
a) le rotor
b) le stator
c) le collecteur
I. 3°/le moteur est en fonctionnement normal, si on coupe l’excitation (le courant dans l’inducteur)
a) le moteur s'arrête lentement
b) la vitesse de rotation augmente brusquement, avec un risque d'emballement
c) le moteur s'arrête rapidement
I. 4°/ on veut inverser le sens de rotation d’un moteur à courant continue :
a) on inverse le sens du courant dans l’induit et l’inducteur
b) on inverse le sens du courant dans l’induit ou dans l’inducteur
c) on augmente la valeur de la résistance de l’induit
I. 5°) pour diminuer le courant de démarrage idd dans l’induit on doit :
a) diminuer le courant dans le stator
b) ajouter un rhéostat de démarrage en série avec l’induit
c) démarrer le moteur sous une tension réduite.
La plaque signalétique de ce moteur à courant continu, à excitation indépendante et à flux constant, comporte les
indications suivantes :
* induit : tension Un =180V ; intensité du courant In =12 A ; résistance Ra =0,5  ;
* inducteur : tension u =180 V ; courant i =0,6 A ;
* fréquence de rotation n: 1500 tr/min ;
* puissance utile Pu: 2 kW.
II.1 - Dessiner le schéma du modèle électrique équivalent de l'induit et de l'inducteur du moteur, en précisant toutes les
grandeurs électriques nécessaires.
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II-Etude du moteur (MA)
D. R.E SOUSSE
Lycée S.B.H
Durée : 2 heures
Niveau : 3 tech
DEVOIR DE SYNTHESE N°3
«Électricité »
Nom et prénom SAIDI Hakim classe :………3 tech………………………………….numéro : ………1…………
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
( Ra , I , iex ,rex,U ,u , E’)
u
r ex
Ra
E’
U
I
i ex

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II.2 - Pour le fonctionnement nominal,
II.2.1 - calculer la force électromotrice
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II.2.2 - calculer le couple électromagnétique,
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II.2.3 - calculer la puissance totale absorbée par le moteur (induit et inducteur),
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II.2.4 - calculer la puissance perdue par effet Joule dans l'induit,
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II.2.5 - en dehors de l'effet Joule, quels sont les autres types de pertes ?
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II.2.6 - calculer le rendement du moteur
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II.2.7 - calculer les pertes totales.
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II. 3 - Etude du démarrage.
II.31 - a) rappeler la relation entre la force électromotrice E, la vitesse angulaire  et le flux utile sous un pôle .
E’=N .n .Ø= ( =2 .n . π)
b) en déduire la valeur de E’ au démarrage.(on la note E’0)
au démarrage n=0 donc E’=0
II.32 - On désire limiter le courant de démarrage à Id =1,5.In , par l’insertion d’un rhéostat de démarrage Rd en série
avec l’induit
a) calculer Rd.
E’=0 et Idd=1.5 InU=Ra .I => U /(Rd +Ra)=Idd >> Rd=U .Idd – Ra
=180/(12x1 .5) -0.5=9.5 
0.5 Pts
1 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.75 Pts
E’= 174 Volts
ƞ= 0.88
PJ induit= 77 watts
Pa totale= 2268 watts
Tém=13.29 N.M
E’0=0 volts
∑ pertes=268 watts
E’= U-Ra .I=180-(0 .5 x12)=174 VOLTS
Tém= Pém . Ω= E’ .I. Ω=E’.I/(2.n.π/60) =13.29 N.M
Pa totale =U.I+u.i=180.(12+0.6)=2268 watts
PJ induit= Ra .I2=0.5 x122 =77 watts
Pertes mécaniques (frottement) et pertes fer.
ƞ= Pu /Pa=2.10 3 /2268=0.88
∑ Pertes=Pa-Pu=268 watts

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B- Partie électronique: (6.5 PTS)
On donne le montage qui assure la commande dans deux sens des différentes moteurs ;
NB : Les amplificateurs sont tous supposés idéaux
I : Etude des amplificateurs « A1 et A2 » :
I.1°/ Quel est le régime du fonctionnement de « A1 » ? Justifier la réponse.
Régime linéaire (boucle fermée)car il ya une contre réaction négative.
I.2°/ Etablir l’expression de Vc en fonction de Ve.
Ve-R.i1=0 donc i1=Ve /R et Vc -(R /2 x i1) –(R x i1)=0 Vc=3R/2 x i1 donc Vc= 3/2 Ve
I.3°/ Quelle est la fonction réalisée par « A1 »?
Amplificateur non inverseur
I.4°/ Etablir l’expression de V4 en fonction de Vc et V réf.
I.5°/ Quelle est la fonction réalisée par « A2 »?
Soustracteur
II: Etude de l’amplificateur « A3» :
II.1°/ Quel est le régime du fonctionnement de « A3 » ? Justifier la réponse.
Régime non linéaire (boucle ouverte) puisque il n ya pas une contre réaction.
II.2°/ Exprimer Vd en fonction de V4 et V5
Vd=V4-V5
II.3°/ Donner la valeur de Vout et pour les cas suivantes :
* V4 > V5 Vd >0……… Vout =+5v
* V4 = V5 Vd =0……… Vout =0
* V4 < V5 Vd <0……… Vout =0
II.4°/ Tracer le niveau logique de H pour les tensions suivantes :
t(s)
V4
5
0
0.5 Pts
1 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.5 Pts
0.75 Pts
0.75 Pts
MOTEUR
à
courant
continu
R/2
R
V4
Ve
R
+5v
Vout
∞
+
_
∞
+
_
i1
2*R
∞
+
_
V5
V réf
i2
Vc
A1
A2
+12v
-12v
+12v
0v
-12v
Vd
A3
Amplification
1 Pts
V5
Vout(V)
t(s)

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C-Partie automatique: (5.5 PTS)
b)-Trouver les nouvelles équations lorsque le moteur fonctionne à vide (I=0)
c)-compléter le nouveau schéma fonctionnel correspondant pour (I=0) :
le montage précédent peut ce mettre sous la forme simplifié suivante :
d)-Trouver H0 en fonction de A, K1 et K2 .
On donne A =15 , K1= 41 , R=2Ω , k2=0.3 , k3=5 . 10-3
e)- Calculer la valeur de H0
f)-trouver la transmittance T0 en fonction de H0 et k3 (formule de black)
.
a)-
0.75 Pts
1 Pts
0.75 Pts
0
0
0
(I=0)
0
0
K3
H0=A xK1 /K2
An : H0=15 .41 /0.3=2050
0.5 Pts
0.5 Pts
T0=
1+K3.H0
H0
…….
0.5 Pts
R
1 /K2
K1
A
K3
Us
Us
K2
K3.Us
K2
K1
A
1 /K2