L4 - DS CAI4 - 07-11-10.doc - IG2I

CAPTEURS ET ACTIONNEURS INTELLIGENTS
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Exercice : Numérisation [pic]
Chaîne de numérisation La figure précédente présente les différentes fonctions intervenant dans la
numérisation.
Pourquoi les deux filtres analogiques sont-ils nécessaires ? Vous
préciserez les fonctions de ces deux filtres analogiques.
Exercice : TFD sans beaucoup de calculs On rappelle la formule de la TFD : [pic] avec [pic]
Une suite d'échantillons {x(n)} vérifie : [pic]. Cette suite est appliquée
à l'entrée d'un opérateur de TFD sur 50 points. 1. Que signifie le sigle TFD et quelles sont les propriétés de la TFD ?
2. Présenter la formule générale de la TFD sous forme matricielle. 3. Quelle est la valeur de N ?
4. On suppose que les échantillons {x(n)} sont obtenus par échantillonnage
d'un signal x(t). La fréquence d'échantillonnage FE est égale à 120kHz.
Quel est l'écart ?F entre deux échantillons fréquentiels du spectre
calculé par TFD ? On rappelle que : [pic] et que : [pic]
5. Sans faire de calculs superflus, déterminer les indices k pour lesquels
les échantillons de TFD sont nuls.
6. Sans faire de calculs superflus, déterminer les indices k pour lesquels
les échantillons de TFD sont non nuls.
7. Sans faire de calculs superflus, déterminer l'amplitude des échantillons
de TFD non nuls. 8. Quels sont les avantages d'un fenêtrage (par exemple de type Hanning)
dans le calcul d'une TFD ? Exercice : Variation de vitesse des machines à courant alternatif A] Partie « Electronique de puissance » Onduleur triphasé de tension : C'est un convertisseur permettant de
contrôler le transfert d'énergie entre une source continue de tension et
une machine triphasée. 1- La machine triphasée étant considérée comme une source triphasée, donner
ses caractéristiques: type, propriété en courant, propriété en tension.
2- Préciser la propriété en courant de la source continue de tension.
3- Déterminer la structure de l'onduleur et les composants de puissances
utilisés pour réaliser les interrupteurs.
4- Donner les propriétés d'un système triphasé équilibré de tensions
alternatives.
5- Dessiner un système triphasé équilibré de tensions alternatives
réalisable en sortie de l'onduleur ci-dessus (le plus simple) et donner
l'état des interrupteurs.
6- Préciser le spectre des tensions de sortie de l'onduleur ainsi obtenues
(rang et évolution de l'amplitude des raies)
7- Indiquer l'influence des harmoniques sur le fonctionnement d'une
machine triphasée et quand ces harmoniques seront-ils très néfastes.
8- Proposer une solution pour palier les inconvénients abordés à la
question 7.
Pour chaque réponse, donner un minimum d'explications.
B] Partie « Association machines - convertisseurs »
1) Variation de vitesse de la Machine Asynchrone : a) Rappeler les différents principes de variation de vitesse d'une
machine asynchrone ? Préciser quels types de convertisseurs utilisés ? Quel principe
repose sur l'utilisation d'un gradateur ? b) Quels sont les avantages et inconvénients de la variation en
V/f (tension/ fréquence)? Pourquoi imposer le rapport V/f =
constante ?
c) Comment compenser les problèmes rencontrés lors des phases
d'accélération ou de décélération ? Quelle est la solution optimale de
commande ? 2) Variation de vitesse de la Machine Synchrone :
a) Quelle est la relation entre la vitesse de rotation d'une machine
synchrone et la fréquence.
Pour un moteur synchrone à 4 pôles et tournant à 2000tr/min
déterminer sa fréquence d'alimentation ? b) Que veut dire « autopilotage d'une machine synchrone » ? Rappeler
l'intérêt ?
c) Donner la formule du couple ? Quel est le paramètre à contrôler
afin de maximiser le couple de la machine (préciser sa valeur) ?
d) Donner les équivalences et/ou les différences avec une MCC dans ce
cas ? 3) Variation de vitesse des machines à courant alternatif
Quelle est la composition d'un variateur industriel ? Détailler les
différents étages rencontrés.