compte rendu tp entrainement electrique 02

Introduction Dans ce TP on va etudier la commande en boucle ouverte du moteur à courant continu à Excitation série alimenté par un redresseur semi controlé, et reconnaitre la caractéristique du vitesse du moteur à courant continu à excitation série et linfluence de la tension d’alimentation sur cette caractéristique . Les objectifs de ce TP :  Alimenter le moteur à courant continu à excitation série par un pont de redressement monophasé double alternance mixte et connaitre l’influence de l’angle de retard à l’amorçage des thyristors sur la tension de sortie du redresseur et la vitesse de rotation du moteur  Déduire expérimentalement les principales caractéristique du moteur fonctionnant sous une tension variable et charge constante  Déduire expérimentalement les caractéristiques mécaniques, naturelle et de réglage (par action sur la résistance du circuit d’induit et par variation de la tension du moteur)  Examiner l’influence de l’angle de retard à l’amorçage sur la puissance active et la puissance réactive à l’entrée du redresseur pour une charge constante  Examiner l’influence d’une charge variable sur la puissance active et la puissance réactive à l’entrée du redresseur pour un angle de retard à l’amorçage constant

Figure1

Matériel utilisé : ▪

Alimentation à courant alternatif

▪

2 Thyristors

▪

2 Diodes

▪

Générateur d’impulsions

▪

Alimentation DC (±15V)

▪

Oscilloscope

▪

Câbles de connexion

▪

Module de mesure de vitesse de rotation (tachymètre)

▪

Module de mesure du couple utile du moteur

▪

Moteur universel

▪

Electro-frein

▪

Wattmètre universel

▪

Multimètre universel MANIPULATION

 On realisons le montage complet illustré dans la figure 1  On relevons sur la plaque signalétique les grandeurs nominales du moteur Un=220 V ; In=0.83 A ; P=1 KW ; vitesse nominale = 4000 Tr/min. On charge le moteur à l’aide du frein , régler l’appareil de control en mode de contrôle M, on réglons le couple pour que la vitesse maximale n= 4070 Tr/min pour Un angle de retard à l’amorḉage α=0°. On visualisons sur l’oscilloscope la forme de la tension aux bornes du moteur et on dessinons –la pour α=36°.

Pour un couple résistant 0.4 N.m on chargons α et on mésurons n(Tr/min),Umoy,P Et Q .et en enregistrons leurs valeurs sur le Tableau 1. α (°)

0

18

36

54

72

90

108

126

144

162

n(Tr/min)

4120

3920

3860

3453

3050

2300

1649

895

385

0

Umoy(V)

228

223.5

217.5

180

150

111

78

43.5

18

0

P(W)

560

550

515

450

360

260

200

160

100

0

Q(VAR)

225

250

310

360

375

380

350

250

175

50

Tableau1 n(Tr/min)

commentaire sur le résultats : la figure suivante represente la variation de la vitesse en (Tr/min) en fonction de alpha ,on remarque que quand la valeur de alpha augmente la valeur de la vitesse diminue on note que la vitasse est maximale pour la valeur nule de alpha .et egale à zero lorsque alpha superieur à 160° 4120 162°

α (°)

Umoy(V) commentaire sur le résultats :

la figure suivante represente la variation de la tension moyenne en (Volts)en fonction de alpha , on remarque que quand la valeur de alpha agmente la valeur de la tension moyenne diminue . la tension est maximale lorsque alpha est nule , est égale à zero lorsque alpha superieur à 160°

α (°)

P(W)

commentaire sur le résultats :

la figure suivante represente la variation de la puissance en (Watt) en fonction de alpha ,on remarque que quand la valeur de alpha augmente la valeur de la puissance diminue on note que lapuissance est maximale pour la valeur nule de alpha .et egale à zero lorsque alpha superieur à 160°

α (°)

Q(VAR)

commentaire sur le résultats : la figure suivante represente la variation de la puissance reactive Q en (VAR) en fonction de alpha ,on remarque que quand augmente alpha la puissance reactive augmente jusqu'a une valeur maximale pour alpha égale pi/2 , mais apres cette valeur la puissance reactive diminue malgré l'augmentation de alpha . puis elle devient nulle pour alpha égale à 162 °

α (°)

On réglons l’angle àde retard à l’amorcage α = 0° puis α = 30° . On varions la charge et on mesurons n (Tr/min) , P et Q . et on enregistrons leurs valeurs sur le tableau 2 ( α = 0°) et sur le tableau 3 (α = 30°).

C(N.m)

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

n(Tr/min)

4090

4080

4035

3900

3800

3700

3590

3562

3520

Ia(A)

2.25

2.3

2.4

2.6

2.85

3

3.2

3.3

3.5

P(W)

575

580

610

650

700

750

775

810

850

Q(VAR)

225

240

250

275

300

340

350

360

400

Tableau 2

C(N.m)

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

n(Tr/min)

3855

3830

3782

3680

3510

3480

3380

3357

3290

Ia(A)

2.2

2.3

2.4

2.55

2.85

3

3.25

3.3

3.5

P(W)

525

550

575

600

660

740

760

760

810

Q(VAR)

300

325

340

360

410

460

510

515

540

Tableau 3 On insérons une résistance additionnelle en série avec le moteur Radd = 6 Ω et régler maintenant l’angle de retard à l’amorcage α à 0° . on varions la charge et on mésurons n(Tr/min) , Imoy , P et Q .on enregistrons leurs valeurs sur le tableau 4

C(N.m)

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

n(Tr/min)

4060

3910

3760

3670

3547

3490

3420

3360

3282

Ia(A)

2.1

2.3

2.5

2.6

2.8

3

3.1

3.3

3.45

P(W)

540

575

625

700

740

800

825

850

900

Q(VAR)

200

225

275

300

310

340

360

375

400

Tableau 4

Les diagrammes obtenues : n(Tr/min)

graphe (1) :

I(A)

C(N.m)

graphe (2) :

I(A)

n(Tr/min)

figure(3)

C en (N.m)

P en (W)

figure(4)

C en (N.m)

Q(VAR)

figure(5)

C en (N.m)

Les commentaires sur les diagrammes : commentaire sur la figure 1: la courbe represente la variation de la vitesse en (Tr/min) en fonction de Ia on remarque que quand augmente la valeur du courant Ia(A) la valeur de la vitesse diminue pour les trois cas representés dans les tablau (2+3+4).mais on observe que pour alpha égale à zéro la vitesse est grand parraport au autres cas du tableau 3 et 4 qui sont présque égaux. cette graphe represente la caractéristique mécanique douce

commentaire sur la figure 2:

on observe que quand la valeur du courant augmente la valeur du courant augmente selon la relation suivante

commentaire sur la figure 3:

la courbe represente la variation de la vitesse en (Tr/min) en fonction de couple on remarque que quand augmente la valeur du couple, la valeur de la vitesse diminue selon le relation suivante :

cette relation est vrai pour les trois tableau .

cette graphe represente la caractéristique mécanique douce commentaire sur la figure 4: la courbe represente la variation de la puissance active en (W) en fonction de couple pour les trois cas présentés par les tableau (1 & 2 & 3). on remarque que ,quand le couple augmente la valeur du puissance active P augmente aussi selon la relation suivante :

.

on note que les trois courbes prend la forme parabolique .

commentaire sur la figure 5: la courbe represente la variation de la puissance réactive en (VAR) en fonction de couple on remarque que quand on augmente la valeur du couple la valeur de la puissance reactive augmente .

Conclusion: la machine a courant countinu à excitation serie de marche pas à vide puisque il ya un reique d'emballement sur la machine il faut marche en charge parceque le couple de demmarage est trés grand si la resistance R augmente la vitesse en rad/s diminue. le flux est variable donc le courant est variable . on peut controller la vitesse de la machine par l'angle d'amorçage alpha si alpha diminué la vitesse en (Tr/min) augmente deminue.

alors en deduit que la tension moyenne