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Modélisation dynamique des actionneurs électriques 2008 Génie Electrique et Systèmes de Commande Université de Technologie de Belfort Montbéliard

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Examen du Supérieur Université de Technologie de Belfort Montbéliard. Sujet de Modélisation dynamique des actionneurs électriques 2008. Retrouvez le corrigé Modélisation dynamique des actionneurs électriques 2008 sur Bankexam.fr.
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EL54 – UTBM/GESC P08
D. Fodorean
Final EL54, Printemps 2008 temps de l’épreuve : 2h documentation Cours-TD-TP et calculatrice autorisés Vous disposez d’un banc de tests pour la caractérisation d’une machine synchrone à aimants permanents (MSAP). Les éléments constitutifs de ce banc sont (voire la figure1) :le secondaire d’un transformateur triphasé, un redresseur triphasé qui assure la tension continue appliquée d’entrée d’un hacheur. Ce hacheur permet l’alimentation d’une machine à courant continu (MCC) qui est mécaniquement couplé à l’arbre de la MSAP qu’on veut caractériser. L’induit de la MSAP est connecté au réseau électrique par l’intermédiaire d’un variateur. Vous disposez aussi de différents appareils de mesure des grandeurs électrique/mécanique : multimètres, oscilloscopes etc. La caractérisation de la machine a pour but de proposer un modèle mathématique avec des paramètres cohérents pour modéliser la MSAP. 230 Vca 50Hz Variateur le secondaired’unRedresseur transformateurtriphasé HacheurMCC MSAP ?Vca, 50Hz  @ Figure 1 Système électromécanique d’étude A.partie redresseur 1.Dessiner le circuit redresseur et tracer, de manière approximative sur le document réponse (et à l’aide de la Figure 2), l’allure de la tension redressée. 600 500 400 U U B UC A 300 200 100 0 -100 -200 -300 -400 0 0.0050.01 0.015 0.02 temps (s) Figure 2 Les tensions en sortie du secondaire du transformateur 2.Quel niveau de tension efficace on doit avoir en entrée du redresseur (la sortie du secondaire du transformateur) pour pouvoir assurer une tension redressée moyen de 220Vcc à l’entrée du hacheur. B.partie hacheur 1.Donner le schéma du hacheur dévolteur qui va assurer 110Vcc à l’entrée du MCC. 2.Calculer l’inductance pour le «mode conduction continu» pour que le montage soit opérationnel pour toutes les conditions de fonctionnement (en prenant en considération les limites de variation de la tension redressée) - la fréquence fPWM=15KHz, la résistance équivalent de la MCC vaut 50@. Calculer la valeur de la capacitance nécessaire pour avoir un coefficient d’ondulation de la tension de 10%.
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C.détermination des paramètres de la MSAP 1.Proposer un protocole de tests pour la détermination des paramètres de la MSAP (la résistance, les inductances dans les deux axes, le flux principale). 2.Les mesures effectuées sur banc de test déterminent les allures de tension et courant de phase de la MSAP, voir la figure3. Calculer les inductances dans les deux axes de la machine.
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Figure 3 Circuit magnétique parallèle D.fonctionnement en vitesse de la MSAP (modélisationper-unit) - indépendant deC’ 1.Les paramètres nominaux de la MSAP, indiqués sur la plaque signalétique, sont : la tension composée 400Vca, connexion Y, le courant nominale I=5.3A, la vitesse nominale n=3000rpm. Déterminer l’inductance nominale et le flux nominal de cette machine. 2.On veut faire fonctionner la machine à une vitesse 4 fois la vitesse nominale. On utilisant les graphes donnés sur la figure4, identifier les paramètres électromagnétiques en grandeurs normalisées pour assurer ce gain.
Figure 4 Circuit magnétique parallèle E.la modélisation du contrôle du système d’entraînement 1.Présenter le modèle mathématique pour la modélisation de la MSAP. 2.; donner le schéma global pour leProposer une stratégie de contrôle pour cette machine contrôle de la MSAP.
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