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TD Hacheurs

HACHEUR SERIE POUR PORTAIL ELECTRIQUE Présentation Le support de cet exercice est un portail automatique de garage collectif dans un immeuble

Exercices : Exercice n°1 :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-dessous. La résistance r a pour valeur 1 Ω.

L"oscillogramme est représenté ci-dessous :

7- Déterminer la valeur de IMAX : r.IMAX = 3 div x 0,2 V/div = 0,6 V et IMAX = 0,6 V / 1 Ω = 0,6 A

8- Déterminer la valeur de Imin : r.Imin = 2 div x 0,2 V/div = 0,4 V et IMAX = 0,4 V / 1 Ω = 0,4 A

9- En déduire la valeur du courant moyen :

= (IMAX + Imin) / 2 = (0,6 + 0,4) / 2 = 0,5 A
10- Établir l"expression de l"équation de fonctionnement de la charge (on négligera la tension r.i ) et en déduire
l"expression de en fonction de R, et E" :uC=L?didt
R.iE"et ?uC?=R.?i?E"=E11- Pour le moteur à courant continu considéré, on considère que R = 0. En déduire l"expression de E" en
fonction du rapport cyclique et de la f.e.m E et en déduire la valeur de E". Si R est négligée, R.i = 0 et E" = α.E d"où : E" = 0,6 x 100 = 60 V
12- On admet que pour ce moteur, E" = k.n. L"oscillogramme a été relevé pour une vitesse n = 1200 tr/min.
Déterminer la valeur de k et préciser son unité.
E" = k.n soit k = E" / n en [V.(tr/min)-1] k = 60 / 1200 = 0,05 V.(tr/min)-113- On désire maintenant que la vitesse de rotation du moteur soit de n = 1600 tr/min. Calculer la nouvelle
valeur de E" .
E" = k.n = 0,05 x 1600 = 80 V

14- En déduire la nouvelle valeur du rapport cyclique α qu"il faut pour obtenir cette vitesse de rotation.
On sait que E" = α.E soit α = E" / E = 80 / 100 = 0,8
Exercices corrigés sur le hacheur série Page 1/21- A partir de ce schéma, préciser ce que visualise :
la voie 1 de l'oscilloscope : uC(t) la voie 2 : r.i(t)
2- Quel est l"intérêt d"utiliser une résistance r = 1 Ω ?
La voie 2 permet de visualiser l"image de l"intensité i. ur = r.i =1.i = iEH uHR E'i uCuLuMR.i uDDiSL iD rY1Y2r.i 0
Voie 1: 20 V/div Base de temps :
Voie 2: 0,2 V/div 0,2 ms/div3- Déterminer la valeur de la fréquence de hachage f : T = 5 div x 0,2 ms/div = 1 ms et f = 1/T = 1000 Hz
4- Déterminer la valeur du rapport cyclique α :

α = 3 /5 = 0,6

5- Déterminer la valeur de la f.e.m. E :

E = 5 div x 20 V/div = 100 V

6- En déduire la valeur de la tension moyenne :
= α.E = 0,6 x 100 = 60 V
Exercice n°2 :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 Ω.
Pour la suite de l"exercice, le montage a les caractéristiques suivantes :
fréquence de hachage f = 125 Hz ; U = 12 V ; α = 0,375 ; l"inductance L est suffisamment importante pour
considéré que le courant i est parfaitement lissé et i = = I = 0,5 A.
4- Dans l"oscillogramme ci-dessous, représenter la tension uC (voie 1 de l"oscilloscope) et l"image du courant r.i
(voie 2 de l"oscilloscope). Placer aussi les instants αT et T.
U = 12 V ?

12 V2 V/div
=6 div T=1 f =1 125 =8 ms?8 ms1 ms/div=8 div ?T=0,375 ×8 ms=3ms?3 div r.i=10 ×0,5 =5 V?5 div6- Pour
0 tT, compléter le schéma ci-dessous :

7- Pour
?TtT, compléter le schéma ci-dessous : Exercices corrigés sur le hacheur série Page 2/21- Que représente H ?
Interrupteur commandé

2- Quel est le rôle de la diode D ?

Éviter les surtensions aux bornes de H

3- Quel est le rôle de l'inductance L ?

Lisser le courant iUH
uHR E'i uCuLuMR.i uDDiSL iD rY1Y2r.i 0
Voie 1: 2 V/div Base de temps :

Voie 2: 1 V/div 1 ms/divUH
uHR E'i uCuLuMR.iuDDiSL iD UH uHR E'i uCuLuMR.iuDDiSL iDIS = 0,5A; uH = 0 V iD = 0 A ; uD = -12 V i = 0,5 A ; uC = 12 V IS = 0 A ; uH = 12 V iD = 0,5 A ; uD = 0 V i = 0,5 A; uC = 0 V = 0,375x12 = 4,5 V ; = 0,5 A ;
UC = U=0,375×12 =7,3V;

I = 0,5 A

P = UC . I = 7,3 x 0,5 = 3,7 WαTT
quotesdbs_dbs20.pdfusesText_26

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[PDF] Exercices :

L"oscillogramme est représenté ci-dessous :

7- Déterminer la valeur de IMAX : r.IMAX = 3 div x 0,2 V/div = 0,6 V et IMAX = 0,6 V / 1 Ω = 0,6 A

8- Déterminer la valeur de Imin : r.Imin = 2 div x 0,2 V/div = 0,4 V et IMAX = 0,4 V / 1 Ω = 0,4 A

9- En déduire la valeur du courant moyen :

10- Établir l"expression de l"équation de fonctionnement de la charge (on négligera la tension r.i ) et en déduire

12- On admet que pour ce moteur, E" = k.n. L"oscillogramme a été relevé pour une vitesse n = 1200 tr/min.

E" = k.n = 0,05 x 1600 = 80 V

14- En déduire la nouvelle valeur du rapport cyclique α qu"il faut pour obtenir cette vitesse de rotation.

2- Quel est l"intérêt d"utiliser une résistance r = 1 Ω ?

Voie 1: 20 V/div Base de temps :

4- Déterminer la valeur du rapport cyclique α :

α = 3 /5 = 0,6

5- Déterminer la valeur de la f.e.m. E :

E = 5 div x 20 V/div = 100 V

6- En déduire la valeur de la tension moyenne :

4- Dans l"oscillogramme ci-dessous, représenter la tension uC (voie 1 de l"oscilloscope) et l"image du courant r.i

U = 12 V ?

12 V2 V/div

0 tT, compléter le schéma ci-dessous :

7- Pour

Interrupteur commandé

2- Quel est le rôle de la diode D ?

Éviter les surtensions aux bornes de H

3- Quel est le rôle de l'inductance L ?

Lisser le courant iUH

Voie 1: 2 V/div Base de temps :

Voie 2: 1 V/div 1 ms/divUH

UC = U=0,375×12 =7,3V;

I = 0,5 A

P = UC . I = 7,3 x 0,5 = 3,7 WαTT