1. No category

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