Étude dun moteur à courant continu avec un Hacheur
Le moteur à excitation série est constitué de deux enroulement induit et inducteur montés en série parcourus par un même courant Ia et sous tension Va.
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On l'appelle aussi le hacheur série. On le représente par la figure 2 dans un circuit avec un moteur à courant continu et une diode de roue libre. L
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Le hacheur serie est équivalent à un transformateur non réversible à courant continu de rapport de transformation ? avec ? ?1 . II-2-4- Ondulation du courant.
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CHAPITRE II : Commande Des Moteurs à Courant Continue Via Les Hacheurs Etude du hacheur série alimentant un moteur à courant continu .
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Pour faire varier la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu il faut faire varier la valeur de sa tension d'alimentation.
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Un hacheur série alimente un moteur à courant continu. On utilise un oscilloscope bi-courbes dont les deux voies sont branchées comme indiqué sur le schéma ci-
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2- Principe du hacheur série (abaisseur de tension) 3- Application : commande de la vitesse d'un moteur à courant continu à excitation indépendante 4-
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En prenant une machine à courant continu qui peut sous tension constante
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chapitre ii : commandes du moteur a courant continu
d'un moteur à courant continu et la simulation de notre model sur logiciel de II.5: Schéma de fonctionnement de l'hacheur série réversible en courant.
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Exercices Hacheur. Exercice n°1 : Un hacheur série alimente un moteur à courant continu. On utilise un oscilloscope bi courbes dont les deux.
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On distingue : Le hacheur série Le hacheur parallèle TLes hacheurs 2 et 4 quadrants Les alimentations à découpage 6 Quelle est la structure du hacheur série ? Le hacheur série est un convertisseur statique réglant le transfert d’énergie entre une générateur de tension continue est une source de courant continu V CC i u
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Un hacheur série alimente un moteur à courant continu On utilise un oscilloscope bi-courbes dont les deux voies sont branchées comme indiquée sur le schéma ci-dessous La résistance r a pour valeur 10 ? Pour la suite de l'exercice le montage a les caractéristiques suivantes :
LES CONVERTISSEURS CONTINU/CONTINU LES HACHEURS - Technologue Pro
Figure 3: Forme d’ondes des principales grandeurs d’un Hacheur série pour une charge R-L 2-1-2-Conclusion : Le hacheur série (dévolteur) est équivalent à un transformateur non réversible à courant continu abaisseur de tension de rapport ?
Hacheur série - thierry-lequeufr
6 Application au moteur Le hacheur série est souvent employé pour commander un moteur à courant continu On rappelle que la vitesse d’un tel moteur est proportionnel à la tension d’alimentation Montage : Commentaire : Pour un bon fonctionnement du moteur il est préférable que le courant soit le plus régulier
Cours de Physique ap Conversion Continu Le hacheur série
r série (abaisseur de tension) Le hacheur série est al imenté par une source de tension continue U (200 V) La charge du hacheur est ici l’induit d’un mote ur à courant continu La bobine lisse le coura nt d’induit i On suppose i quasimen t constant (< i > = 5 A) v U source de tension continue H D L bobine de lissage i courant d'induit
TP Etude du hacheur serie sur Mcc1
Etude du hacheur série sur le moteur à courant continu Domaine électrotechnique : - Mise en œuvre d’un variateur de vitesse - Mise en évidence de la solution d’asservissement de vitesse Domaine Physique appliquée : - Mettre en œuvre une association hacheur machine à courant continu (procédure de démarrage et
Régulation de vitesse d’un moteur à courant continu
Le schéma complet de la régulation de vitesse d’un moteur à courant continu est indiqué sur la figure suivante : Le moteur est alimenté par une source continue via un hacheur série qui comprend un thyristor GTO et une diode de roue libre D1 Le moteur est soumis à un couple de charge Cr qui peut être variable
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La charge est ici constituée d’un moteur à courant continu La structure du hacheur série est alors la suivante : La diode D assure la protection du transistor T et participe au lissage du courant dans le moteur Elle est appelée diode de roue libre 4- Hacheur en pont ou hacheur quatre quadrants Etude du fonctionnement : Etat des
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Hacheur série Moteur à courant continue TP N°5 Commande de machines Objectifs : Mise en œuvre d'une structure comportant un hacheur et un moteur à courant continu Visualiser et analyser les oscillogrammes de tensions et courants dans un circuit hacheur et charge Etudier le comportement de l'ensemble hacheur - moteur
Les hacheurs I Définition d’un hacheur - F2School
III 2 Changement de sens et variation de vitesse d’un moteur à courant continu : Les diodes D1 à D4 permettent de protéger les transistors ou de réaliser des phases de roues libres lors de la commande par rapport cyclique variable L’inductance en série Ll au moteur permet de lisser le courant circulant dans le moteur
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3 1 Hacheur série (abaisseur de te nsion) Le schéma de principe du hacheur série est donné à la figure 4-6 On considère l’interrupteur I et la diode D parfaits La charge est par exemple un moteur à courant continu Figure 4-6 Hacheur série Le fonctionnement du convertisseur se déduit de l’analyse du comportement de l
Comment commander un moteur à courant continu ?
- Le hacheur série est souvent employé pour commander un moteur à courant continu. On rappelle que la vitesse d’un tel moteur est proportionnel à la tension d’alimentation. Montage : Commentaire : Pour un bon fonctionnement du moteur, il est préférable que le courant soit le plus régulier possible, d’où la présence d’une bobine de lissage.
Comment fonctionne Le hacheur série ?
- C’est le fonctionnement utilisé pour le hacheur. symbole 3 Principe du hacheur série Montage de principe : débit sur une charge résistive (en réalité l’interrupteur est remplacé par un transistor)
Quels sont les différents types de hacheurs en électronique de puissance ?
- En électronique de puissance, on fera systématiquement appel à des hacheurs. On distingue plusieurs types de hacheurs, les deux types de base (que nous nous proposons d’étudier ici) étant le montage série et le montage parallèle. Le principe consiste à interrompre périodiquement l’alimentation de la charge par la source.
Quelle est la différence entre un hacheur parallèle et un abaisseur de courant?
- ?hacheur parallèle : il est élévateur de tension, donc abaisseur de courant Générateur de courant (source de grande impédance) Le hacheur et en parallèle avec la charge Le lissage du courant est assuré par une capacité et par une diode de blocage 3-LES HACHEURS A LIAISON INDIRECTE (Hacheurs à accumulation) 3-1-INTRODUCTION
Terminale STIHacheur série1/3/98 © Claude Divoux, 199910-1Hacheur série 1 Définition et symbole
Le hacheur est un convertisseur statique continu-continuSymbole :TensioncontinuefixeTensioncontinueréglableOu plus exactement :tension toujours demême signe, de valeurmoyenne réglable.2 Le transistor bipolaire en commutation
Le transistor est le composant de base du hacheur. C'est lui qui va faire office d'interrupteur.Voici un bref aperçu de son fonctionnement.
2.1 Caractéristique du transistor associé à une charge résistive.
b : base, c : collecteur, e : émetteurLa flèche sur le collecteur indique le sensdu courant collecteur-émetteur. Le courantde base est la commande. Le circuitcollecteur-émetteur est le circuit depuissance.Un faible courant de base commande unfort courant collecteur.
Loi des noeuds au transistor : i
e=ic+ibLoi des mailles : v ce=U-R.ic cette équation permet de tracer la droite de charge statique.Pour la tracer, il suffit de deux points (v
ce, ic) : v ce=0Þic=URpoint (0, U/R) i c=0Þvce=Upoint (U, 0)Pour un courant ib donné, le courant ic et la tension vce sont déterminés par le point defonctionnement, c'est-à-dire le point d'intersection de la caractéristique i
c=f(vce) du transistor etla droite de charge.Sur la caractéristique, trois points d'intersection sont représentés :•le point 2 correspond à un exemple du mode de fonctionnement en amplification ;•les points 1 et 3 correspondent à deux situations extrêmes qui sont celles du mode defonctionnement en commutation.
Terminale STIHacheur série1/3/98 © Claude Divoux, 199910-22.2 Mode de fonctionnement en amplification
• 0 Dans ce mode de fonctionnement, le transistor est équivalent à uninterrupteur unidirectionnel commandé à l'ouverture et à la fermeture.C'est le fonctionnement utilisé pour le hacheur.3 Principe du hacheur série
Montage de principe : débit sur une charge résistive (en réalité l'interrupteur est remplacé par un transistor) On choisit une période T et une fraction a de cette période. a s'appelle le rapport cyclique, 0
• il s'agit d'un hacheur série car l'interrupteur K est montéen série entre la source et la charge.
4 Valeur moyenne de la tension en sortie du hacheur
Exprimons la valeur moyenne de u en fonction du rapport cyclique a.Pour cela nous calculons sa valeur moyenne sur une période : v =aT.U+(1-a)T.0T=aUValeur moyenne : v =aU5 Débit sur une charge inductive
1.1 Propriété des inductances
Equation fondamentale :
uL=L.didt
De cette équation nous pouvons démontrer les propriétés ci-dessous. En régime continu établi :l'inductance se comporte comme un court-circuit.En régime périodique établi :
la tension moyenne est nulle : u L=0En régime quelconque :d'une façon générale:• le courant dans une inductance ne peut pas subir dediscontinuité.
• l'inductance s'oppose aux variations du courant qui latraverse, et ce d'autant plus que :- L est grand ;- la tension aux bornes de l'inductance est plus faible.
Conclusion :
Une inductance lisse le courant.courant pour une charge résistive : courant pour une charge inductive :1.2 Problème lié aux charges inductives
A la fermeture de K le courant s'établit.
Terminale STIHacheur série1/3/98 © Claude Divoux, 199910-4A l'ouverture de K deux phénomènes contradictoires ont lieu :
• la commande qui veut annuler subitement le courant • la bobine qui ne peut subir de discontinuité de courantRésultat du conflit :
c'est la bobine qui " gagne » en provoquant un arc électrique aux bornes de l'interrupteur pour maintenir le courant.Conséquence :
L'interrupteur qui est en réalité un transistor subit alors à chaque blocage une surtension qui
peut être destructrice. Il faut prévoir un système qui permette le blocage normal du transistor.
1.3 Solution et analyse du fonctionnement
Montage :
Analyse du fonctionnement :
• de 0 à aT : K est fermé. La source U alimente la charge.Le courant ne peut pas passerpar la diode.uK =0 Þ v=Ui=iK et iD =0Le courant augmente progres-sivement (la pente dépend de lavaleur de L). •de aT à T : K est ouvert.La bobine maintient le courant à
travers la diode.v»0 Þ uK =Ui=iD et iK =0Comme la charge n'est pasalimentée, le courant diminueprogressivement.Montage équivalentMontage équivalent
Terminale STIHacheur série1/3/98 © Claude Divoux, 199910-5Commentaires :· A l'ouverture de K, il n'y aura pas d'étincelle puisque le courant imposé par la bobine pourrapasser par la diode.· D est appelé diode de roue libre car elle est active lorsque la charge n'est pas alimentée. Elleest nécessaire pour un bon fonctionnement du montage.
· La bobine lisse le courant. Plus L est grand, plus Di sera petit (voir les oscillogrammes).Montage réel :
L'interrupteur est remplacé par un
transistor.Le courant ib
commande lasaturation (fermeture) ou le blocage (ouverture) du transistor.1.4 Ondulation du courant dans la charge
Elle est donnée par la relation : Di=Imax-Imin2Elle peut être mesurée à l'oscilloscope en visualisant la tension aux bornes d'une résistance.
Pour diminuer Di, il faut augmenter l'inductance L ou/et la fréquence ƒ.1.5 Courant moyen dans la charge
Si on peut négliger la résistance de la charge on peut écrire :i =I»Imax+Imin2Intensité moyenne dans le transistor :i K
=IK=aIIntensité moyenne dans la diode :i D=ID=(1-a)IRemarque : toute l'étude du paragraphe 5 a été faite en supposant la résistance R de lacharge négligeable.
Terminale STIHacheur série1/3/98 © Claude Divoux, 199910-66 Application au moteur Le hacheur série est souvent employé pour commander un moteur à courant continu. On rappelle que la vitesse d'un tel moteur est proportionnel à la tension d'alimentation.Montage :
Commentaire :
Pour un bon fonctionnement du moteur, il est
préférable que le courant soit le plus régulierpossible, d'où la présence d'une bobine delissage. Si son inductance est suffisammentgrande, on pourra considérer le courant
comme constant (Di»0).Loi des mailles : v=uM
+uLOn passe aux valeurs moyennes : v =u M +uLEt comme pour un signal périodique : u L
=0Nous obtenons pour le moteur : uM =E=v =aUFinalement la f.é.m. du moteur et donc la vitesse peuventêtre régler grâce au rapport cyclique par la relation : E=aUOn définit la vitesse maximum pour a = 1 :E=U=K'nM
(on néglige les résistances de l'induit et de la bobine)Pour une valeur de a quelconque :E=aU=aK'nM
et E=K'nD'où la vitesse en fonction de a :n=anMDans tous les résultats de ce paragraphe 6, nous avons négligé les résistances de l'induit et de la
bobine.Remarque
Le modèle électrique complet du moteur et de la bobine de lissageest représenté ci-contre.v=ub+uM=uL+ul+E+(RM+Rb).iEn passant aux valeurs moyennes : (u
L et u
l sont nuls) v =E+R.i avec R=RM+Rb Terminale STIHacheur série1/3/98 © Claude Divoux, 199910-77 Commande du transistorPour alimenter la base du transistor, il faut réaliser un montage électronique délivrant un signal
en créneaux avec un rapport cyclique réglable. Il s'agit d'un oscillateur. Il existe plusieurs circuits intégrés réalisant cette fonction.Exemple 1 :
(extrait du livre Physique appliquée Terminale Génieélectrotechnique - R. Mérat,
R. Moreau - éd. Nathan
Technique 1994)
Le courant de sortie de l'AOP étant trèsfaible (10 à 20 mA), il conviendra d'utiliserun transistor Darlington.T=(R3+R4)ln(1+2R1
R 2) a=R3 R3+R4Exemple 2 :
(extrait du livre Physique appliquée Terminale Génieélectrotechnique - R. Mérat,
R. Moreau - éd. Nathan
Technique 1994)
CT = 0,33 µF, RC = 10 kW, RT = 22 KW,
R = 1 kW/0,5W.
RC règle le rapport cyclique.
RT règle la fréquence.f=1,1
R T.CTquotesdbs_dbs2.pdfusesText_3[PDF] haciendo que el primer circulo funcione resumen
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