TP REGIMES NON SINUSOÏDAUX
Étude du redresseur - Activités des
expérimentateurs
Mise en situation et objectifs
Le chef de projet et les modélisateurs
mènent
une étude analytique et de simulation du courant consommé par le
redresseur en entrée de variateur. Ces démarches, qui relèvent du domaine
du commanditaire et de la simulation, doivent être confrontées avec des
relevés expérimentaux, qui relèvent du domaine du laboratoire.
Vous
allez dans cette partie effectuer des relevés de tension et de courant
en entrée du variateur, afin de visualiser l'allure temporelle de la
tension et du courant. Puis vous tracerez les spectres de fréquence de
chacun de ces signaux.
Remarque
: pensez à afficher l'oscilloscope sur un ordinateur et à faire des
copies d'écran
B.1.3
Caractéristiques temporelles des signaux
Le variateur est implanté dans l'armoire électrique. Il contient
différents composants, dont essentiellement :
* un redresseur afin de convertir la tension sinusoïdale
monophasée d'entrée en tension continue,
* un onduleur afin de convertir la tension continue en tension
sinusoïdale triphasée lorsque cet onduleur est connecté à une charge
inductive.
2 boucles ont été installées sur ce variateur afin de pouvoir mesurer
le courant :
* une boucle en entrée du variateur, donc en amont du redresseur,
* une boucle en sortie du variateur, donc en aval de l'onduleur.
Par ailleurs, des fiches banane sont installées sur le flanc latéral
du malaxeur. Elles permettent d'avoir accès :
* à la tension en entrée de variateur (bornes N et Ph)
* aux tensions composées en sortie de variateur (bornes U1, V1 et
W1)
Question
1
Prendre
connaissance du document de prise en main du malaxeur.
Mettre en oeuvre le malaxeur et faire tourner ce
dernier aux différentes vitesses de malaxage.
Il va falloir à présent instrumenter le malaxeur afin d'étudier les
signaux en entrée du variateur, afin d'étudier l'impact de la présence
d"un redresseur sur les signaux électriques.
Les grandeurs à mesurer sont le courant d'entrée (accessible via la
boucle d'entrée du variateur) et la tension d'entrée (accessible vie la
bornes N et Ph du malaxeur).
Question
2
Mettre
le système hors tension.
Connecter
l'oscilloscope de la façon suivante :
* Voie 1 pour la mesure de tension : adaptateur banane, avec
le "+" relié à la borne Ph, et le "-" à la borne N.
* Voie 4 pour la mesure du courant : adaptateur BNC, avec la
pince ampèremétrique entourant la boucle d'entrée du variateur (La
pince ampèremétrique sera réglée sur la sensibilité 100 mV/A).
Calculer les sensibilités verticales et la base
de temps de l'oscilloscope, sachant que :
* la tension d'entrée est une tension sinusoïdale, valeur efficace
230V et fréquence 50 Hz.
* le courant d'entrée ne dépassera pas 1A lors d'un essai à
vide (malaxeur immobile).
* on souhaite afficher une période du signal d'entrée sur
l'afficheur de l'oscilloscope.
Régler l'oscilloscope en fonction des résultats
précédents.
Appeler
le professeur pour la validation du montage et des réglages.
Question
3
Mettre le système sous tension. L'ensemble
des essais se mènera à vide, c'est-à-dire malaxeur immobile.
Visualiser l'allure
des signaux sur l'oscilloscope. En déduire si le
récepteur est linéaire ou non.
Mesurer les caractéristiques suivantes :
* Valeur crête et période de la tension d'entrée,
* Valeur crête du courant, et période de chaque onde de
courant.
Comparer ces mesures avec les résultats de la
simulation menée par les modélisateurs
B.1.3
Caractéristiques fréquentielles des signaux
Le courant consommé n'est pas sinusoïdal. Il est malgré tout
périodique, et peut de ce fait être décomposé en série de Fourier. Vous
allez à présent déterminer expérimentalement le spectre de fréquence du
courant, et le comparer aux résultats du chef de projet et des
modélisateurs.
Question
4
Sélectionner
la voie 1, et Cocher
l'option "FFT" de l'oscilloscope, et régler la base de temps de façon
à visualiser le spectre à une échelle de 25 Hz/div.
Relever l'allure du
spectre de fréquence de la tension d'entrée. Commenter
ce spectre.
Sélectionner à présent la voie 2, et régler la
base de temps sur une échelle de 125
Hz/div.
Relever l'allure du spectre, et le commenter.
Relever les rangs des harmoniques présents. Mesurer
leurs amplitudes.
Comparer ces résultats aux résultats
analytiques du chef de projet et aux simulations des modélisateurs.
FIN
DE CETTE PARTIE
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