TP n°17 : Comparaison de deux montages redresseurs variateur de
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TP n°17 : Comparaison de deux montages redresseurs variateur de
BTS Electrotechnique 1ère année - Sciences physiques appliquées TP n°17 : Comparaison de deux montages redresseurs variateur de vitesse d’une MCC Enjeu : Dans une unité de production, on a besoin de faire varier la vitesse d’une machine. Problématique : La machine est équipée d’un moteur à courant continu. Disposant d’un réseau monophasé 50Hz, on opte pour un montage redresseur comme variateur de vitesse. Comme la zone de travail se confine uniquement dans le quadrant 1, le choix peut-être fait entre le pont mixte et le pont tout thyristor. Le choix du variateur s’effectuera donc sur la qualité de l’énergie électrique absorbée par le montage. Lequel de ces deux montages absorbe la meilleure qualité d’énergie électrique ? Banc machine à courant continu Rapport au programme : C4. ASSOCIATIONS REDRESSEUR MACHINE À COURANT CONTINU Travail à effectuer : A. Relevé de la plaque signalétique et appareil de mesure Relever les valeurs nominales du moteur pour une tension de 170 V : Induit : UN=170V IN= Inducteur (excitation) : UeN= IeN= PN= nN= Indiquer la valeur maximale (1,2 fois la valeur nominale) à ne pas dépasser sur les affichages de mesure de la tension, des courants et de la vitesse du moteur à courant continu. On travaillera à courant d’induit I constant égal à 0,8∙IN. Calculer cette valeur de I. I= Insérer un appareil qui permettra d’effectuer les mesures sur l’énergie absorbée par le variateur. B. Variation de vitesse par pont mixte : Placer les cavaliers de manière à obtenir un fonctionnement en pont mixte avec diode de roue libre. Appeler le professeur pour le démarrage du moteur On maintiendra pendant l’ensemble des mesures I=0.8IN et Ie=IeN Relever pour plusieurs valeurs de vitesse, la valeur moyenne de la tension de sortie du pont, les puissances actives et réactives absorbées par le pont et les valeurs efficaces de la tension v et de courant i à l’entrée du pont (remplir le document réponse). Appeler le professeur pour l’arrêt du moteur. C. Variation de vitesse par pont tout thyristor : Placer les cavaliers de manière à obtenir un fonctionnement en pont tout thyristor (sans DRL !). Appeler le professeur pour le démarrage du moteur On maintiendra pendant l’ensemble des mesures I=0.8IN et Ie=IeN Relever pour plusieurs valeurs de vitesse, la valeur moyenne de la tension de sortie du pont, les puissances actives et réactives absorbées par le pont et les valeurs efficaces de la tension v et de courant i à l’entrée du pont (remplir le document réponse). Appeler le professeur pour l’arrêt du moteur. D. Réponse à la problématique : Reproduire le document réponse dans un tableur. Déduire les valeurs de puissance apparente S, de facteur de puissance k et de puissance déformante D pour chaque point (utiliser les formules du tableur) Tracer Q=f(n) pour les 2 montages dans une même fenêtre. Lequel de ces 2 montages est le plus performant du point de vue de la puissance réactive ? Même travail pour D=f(n) et k=f(n) Quel montage est le meilleur montage du point de vue qualité d’énergie ? BTS Electrotechnique 1ère année - Sciences physiques appliquées Annexe du TP n°17 : Protocole de démarrage et d’arrêt du moteur 1. Le montage : Le montage redresseur permet d’obtenir un pont mixte ou un pont tout thyristor suivant les connexions réalisées par les cavaliers. Une bobine de lissage permet de travailler en conduction continue. Le montage redresseur joue le rôle de variateur de vitesse pour un moteur à courant continu à excitation séparée connecté à un frein à poudre. Le montage est déjà câblé et ne doit pas être modifié. 2. Procédure de démarrage et arrêt d’un moteur à courant continu à excitation séparé : Il y a risque d’emballement du moteur ou de forte surintensité si l’induit est alimenté sans que l’inducteur ne le soit. Procédure de démarrage du moteur : Mettre sous tension la ventilation du frein à poudre. Mettre sous tension l’inducteur (220V continu fixe de la table) et régler à l’aide du rhéostat Ie à sa valeur nominale. Alimenter la commande des thyristors et régler θ=0. Mettre sous tension réduite l’induit du moteur (triphasé variable de la table qui alimente le variateur de vitesse) puis augmenter progressivement jusqu’à sa tension U nominale. Sur le bloc mécanique, augmenter progressivement le couple résistant du frein à poudre pour obtenir la valeur de courant I=0,8In tout en réajustant au fur et à mesure la tension alimentant le variateur de vitesse pour garder U à sa valeur nominale. On est alors prêt pour les mesures. Procédure d’arrêt du moteur : Diminuer le couple résistant du frein à poudre tout en réajustant au fur et à mesure la tension U pour éviter une trop grande vitesse de rotation. Mettre hors tension le circuit induit en diminuant progressivement l’alimentation du variateur de vitesse avant d’appuyer sur son bouton arrêt. Mettre hors tension le circuit inducteur (continu fixe de la table) Mettre hors tension la ventilation du moteur (la laisser sous tension si on a encore des mesures à faire) Document réponse : N (tr/min) <u>(V) Pont mixte P(W) Q(VAR) V(V) I(A) S(VA) k D(VAD) Pont tout thyristor <u>(V) P(W) Q(VAR) V(V) I(A) S(VA) k D(VAD) 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100