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Le
schéma de principe du variateur de vitesse est donné sur la figure
ci-dessous.
Étude
du convertisseur n°1.
On donne sur la figure ci-dessous le schéma structurel de ce
convertisseur. Les diodes sont supposées parfaites et le pont
fonctionne en conduction continue.
Préciser les intervalles de conduction des diodes en concordance des
temps avec la tension d’entrée ue(t).
Quelle
relation lie ue(t), uD1(t) et uD2(t) ?
Représenter alors le chronogramme des tensions uD1et uS.
ue(t)
= -uD2 + uD1.
Les tensions aux bornes des diodes
parfaites passantes sont nulles.
[ 0 ; ½T ] : D1 et D3
sont passantes ; uD1 = uD3 =0
; ue(t) = us(t)
= -uD2.
[ ½T ; T ] : D2
et D4 sont passantes ; uD2
= uD4
=0
; ue(t) = -us(t)
= uD1.
Quel est
le rôle du filtre placé en sortie du convertisseur n°1 sur le schéma de
principe ?
Ffiltrage ou lissage de la tension us.
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Étude du convertisseur
n°2.
Le convertisseur n°2 est un onduleur à MLI délivrant un système
triphasé de tensions. Cependant, nous nous
contenterons ici simplement d’illustrer le principe de l’onduleur.
L’étude portera donc sur un onduleur monophasé à
commande symétrique. Un enroulement du moteur est représenté par une
charge RL.
L’onduleur monophasé est alimenté par une source de tension continue E
= 255 V, comme l’indique le schéma de principe ci-dessus.
Les interrupteurs électroniques K1, K2,
K3 et K4 sont commandés
périodiquement :
- sur l’intervalle [0 ; T/2], K1 et K3
sont fermés, K2 et K4
ouverts ;
- sur l’intervalle [T/2 ; T], K2 et K4
sont fermés, K1 et K3
ouverts.
Tracer
le chronogramme de la tension u.
Calculer
la valeur efficace Uc de la tension u.
En fait, chaque
interrupteur électronique K est composé d’un interrupteur commandé H
et d’une diode D
montée en antiparallèle.
On donne le chronogramme de
l’intensité i du courant absorbé par la charge. Pour chacun des
intervalles de temps délimités, indiquer :
les
éléments passants (diode ou interrupteur commandé), le signe de la
puissance instantanée p(t) = u(t).i(t) absorbée par la charge ; la
phase de fonctionnement (phase d’alimentation : A ou phase de
récupération : R).
Bilan énergétique de la
chaîne de conversion.
Le synoptique de la chaîne de conversion d’énergie est donné ci-dessous.
Le moteur entraînant le convoyeur absorbe une puissance Pa
= 3,05 kW avec un rendement hM
= 0,84. Dans ces conditions, le rendement du réducteur est hR
= 0,95 et les pertes du variateur s’élèvent à PV
= 190 W.
Calculer :
Le
rendement hV du
variateur (on cherchera d’abord la puissance absorbée par
ce dernier).
Puissance absorbée par le variateur : Pa+PV
=3,05 +0,190 = 3,24 kW ; hV
=3,05/3,24 =0,941 ~0,94 ( 94 %).
Le
rendement global h de la
chaîne de conversion.
hV hM hR
=0,941*0,840,95 =0,75 ( 75 % ).
L’énergie,
en kilowattheure, fournie par le réseau pour une durée de
fonctionnement de 7 heures et 30 minutes.
Puissance (kW) * durée (h) =3,24*7,5 = 24,3 ~24 kWh.
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