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Le recours au moteur électrique en
complément du moteur thermique permet d'augmenter le rendement global
du véhicule et donc permet des économies de carburant et la
limitation des rejets de gaz à effet de serre. Le moteur utilisé par le
véhicule est un moteur synchrone triphasé. Au cours d'un essai sur le
banc de ce moteur seul, on relève le couple utile et la fréquence de
rotation. La mesure du couple est effectuée avec un couplemètre
numérique :
- Calibre 1000 N m ; précision 0,5 % du calibre.
La valeur lue sur le couplemètre au cours de l'essai est : 338,4 Nm.
Calculer
l'incertitude absolue qui entache cette mesure.
Précision
: 1000 *0,5 /100 = 5 Nm.
En
déduire l'incertitude relative.
Précision / valeur lue = 5 / 338,4 =1,48 10-2
~1,5 10-2 ( 1,5 %).
Le couplemètre mesure le moment du couple par l'intermédiaire d'un pont
de jauge placé sur un axe de torsion. On donne le schéma équivalent au
pont de jauge. La résistance de deux des jauges d'extensiométrie qui
composent le pont augmente avec M le moment du couple appliqué sur
l'axe de torsion et suit la relation R = R0+kM.
La résistance
de deux autres jauges diminue avec M en suivant la relation R = R0-kM.
Donner les
expressions des tensions VLB et VHB
en fonction de R0, k, E et M.
Montrer
que la tension Vs est bulle quand le moment du
couple M est nul.
Vs = VHL =VHB
+VBL =VHB -VLB
;
Vs =(R0+kM)E
/ (2R0) -(R0-kM)E / (2R0)
= kME/R0.
Vs
=0 si M est nul.
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On cherche à déterminer le
rendement du moteur électrique du véhicule hybride. La fréquence de
rotation mesurée est n = 700 tr/min.
Calculer
la puissance utile développée par le moteur au cours de cet essai.
n = 700 / 60 =11,67 Hz ( tours /seconde ) ; w = 2 p n = 6,28 *11,67
=73,3 rad/s.
Pu =Mw =338,4 *73,3
=2,481 104~ 2,5 104 W.
(25 kW).
La puissance électrique délivrée par l'alimentation vaut 26,7 kW.
En
déduire le rendement de ce moteur pour ce fonctionnement.
24,8 / 26,7 = 0,929 ~0,93 ( 93 %).
Le moteur synchrone est
alimenté par la batterie du véhicule via une chaîne de conversion
d'énergie électrique représentée.
Comment
appelle t-on le convertisseur 2 ? Préciser sa fonction.
L'onduleur ( convertisseur 2 ) délivre un
système triphasé de tensions.
L'oscillogramme de la tension u est représenté. Il est obtenu par
l'intermédiaire d'une sonde atténuatrice de tension calibre 1/20.
Déterminer
graphiquement la valeur maximale, la période et la fréquence de la
tension u.
Fréquence = 1 / période = 1 / 3 10-3 =333,3 ~333 Hz.
Quelle est
la fréquence f1 du fondamental de la tension u ?
f1 = 333 Hz.
On a relevé le spectre d'amplitude de la tension u.
Les harmoniques sont représentées sous forme d'un pourcentage de la
valeur efficace mesurée ( %EFF).
L'harmonique de rang zéro correspond à la valeur moyenne du signal.
Justifier
que cette valeur moyenne est nulle.
La tension u possède une "symétrie" par rapport à l'axe horizontal des
temps.
La valeur efficace de la tension u mesurée est 140,9 V. Le pourcentage
relevé pour l'harmonique 3 est égal à 30 %.
Déterminer
la valeur efficace, la valeur maximale et la fréquence de l'harmonique 3.
Valeur efficace : 140,9 *0,30 =42,3
V ; valeur maximale : 400 *0,30 = 120 V ; fréquence 3f1
= 3*333 ~1000 Hz.
Que
peut-on dire des harmoniques de rangs pairs ?
La valeur efficace des harmoniques de rangs pairs est proche de zéro.
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