TP 2BTS CIM - page perso

(4.2.) TP 1 : Fonction génération de signaux impulsionnels (montages
astables)
structure avec un AIL : [pic]
1. Comparateur à 2 seuils (ou à hystérésis)
[pic] a) Déterminer théoriquement l'expressions littérales des 2 seuils de
basculement (valeurs de e+ lorsque us = +Vsat ou us = -Vsat)
Application numérique avec R1 = R2 = 10k b) Relever les courbe de us et ue en plaçant un GBF en entrée réglé en
signaux triangulaires alternatifs de fréquence 100 Hz et d'amplitude
maximale. Observer les seuils de basculement pour les valeurs croissantes
ou décroissantes de ue c) Observer le cycle d'hystérésis à l'oscilloscope en mode X-Y Relevés : 2. Rappels sur le condensateur ue sera une tension carrée de valeurs alternativement -5V et 5V, de
fréquence 100Hz. a) Réaliser le câblage et relever uc et ue en concordance de temps. [pic] R = 4,7 k ; C = 0,1 µF b) Rappeler la relation entre i(t), uc(t) et C c) Ecrire la loi des mailles dans le circuit d) En déduire l'équation différentielle liant uc(t) à ue(t) e) Déterminer l'équation de uc(t) pour chaque demi période. On admettra que
uc est de la forme : [pic]
avec constante de temps du circuit RC
Ui : valeur initiale de uc
Uf : valeur finale que cherche à atteindre uc (valeur asymptotique) 3. Montage astable: le montage est autonome, sans signal d'entrée extérieur
et entre spontanément en oscillation dès la mise sous tension Expérimentation : réaliser le montage suivant et relever us et uc.
[pic] Un oscilloscope permet de visualiser la tension uc aux bornes du
condensateur et la tension de sortie du montage us Vérifier que la période du signal obtenu vérifie la relation [pic] (4.3.) TP 2 : Fonction conversion numérique-analogique (CNA à résistances
pondérées) On branche une alimentation continue 12 volts
Appui sur RAZ après tout changement de réglage. (cf. descriptif carte
autonome CAN CNA Electrome) a) Tracé de la caractéristique de transfert us = f(N) en fonctionnement 4
bits
Entrée : (N)2 = a3 a2 a1 a0 avec le commutateur de mode sur « BP »
(boutons poussoirs)
(N)10 = (23a3 + 22a2 + 21a1 + 20a0) Sortie analogique : us mesuré au voltmètre | |0 |1 |2 |3 |4 |
|I (mA) | | | | | |
|N (tr.min-1)| | | | | |
|? (rad.s-1) | | | | | |
|E | | | | | |
1) Tracer les courbes représentatives des fonctions U = f(N): et E =
f(N). En déduire la valeur de la tension de décollage, ainsi que la
constante de vitesse K (avec son unité). Comparer cette valeur de K
avec celle trouvée dans la documentation constructeur. (5.2.) TP 5 : Rendement d'un moteur à courant continu
Réversibilité : fonctionnement en génératrice 1) Mesurer par la méthode voltampèremétrique la résistance R de l'induit
du moteur et la résistance R' de la génératrice (moteur arrêté, U ou
U' de l'ordre de 3 V ; vérifier avec plusieurs mesures) 2) Réaliser le montage suivant, et brancher 4 multimètres destinés à
mesurer U, I, U', I'. I I' ? U M G U' R0
(boite à décades) . Pour un moteur à courant continu, on a (convention récepteur) : U = E
+ R.I Chaîne des pertes : Pa = UI induit puissance électro-
magnétique Pu = ?Tu
Pem = EI = ?T
pm pf
pJ = RI² (pertes Joule)
pertes « collectives » pc . Pour une génératrice (même modèle, mais en convention générateur) : U'
= E' - R'.I' Chaîne des pertes : Pu = U'I' induit puissance électro-
magnétique Pa = ?Tm
Pem = E'I' = ?T'
pm pf
pJ = RI'²
pertes « collectives »
Les pertes collectives étant supposées identiques pour le moteur et pour
la génératrice (même constitution et même vitesse de rotation), on a :
Pemgen = Pagen - pc et Pemmot = Pumot + pc
la valeur de Pumot = Pagen est peu différente de la moyenne arithmétique
entre les puissances électromagnétiques Pemmot = E.I et Pemgen = E'.I' 3) Remplir les tableaux ci-après pour différentes valeurs de U et de R0
|R0 infini (b à d non branchée) |
|U (V) | | | | | |
|I | | | | | |
|N (tr.min-1)| | | | | |
|U' | | | | | |
|I' | | | | | |
|E | | | | | |
|E' | | | | | |
|E.I | | | | | |
|E'.I' | | | | | |
|Pumot | | | | | |
|? (rad.s-1) | | | | | |
|Tumot | | | | | |
|? | | | | | |
|R0 = 100 ? (10 x 10) |
|U (V) | | | | | |
|I | | | | | |
|N (tr.min-1)| | | | | |
|U' | | | | | |
|I' | | | | | |
|E | | | | | |
|E' | | | | | |
|E.I | | | | | |
|E'.I' | | | | | |
|Pumot | | | | | |
|? (rad.s-1) | | | | | |
|Tumot | | | | | |
|? | | | | | |
|R0 = 50 ? |
|U (V) | | | | | |
|I | | | | | |
|N (tr.min-1)| | | | | |
|U' | | | | | |
|I' | | | | | |
|E | | | | | |
|E' | | | | | |
|E.I | | | | | |
|E'.I' | | | | | |
|Pumot | | | | | |
|? (rad.s-1) | | | | | |
|Tumot | | | | | |
|? | | | | | | 4) Tracer les courbes représentatives des fonctions Tu = f(N) à U
constant, puis Tu = f(I).
Vérifier que cette dernière courbe est indépendante de U. En déduire
la constante de couple. (5.2 - 5.3) TP 6 : Montage avec hacheur sur charge inductive Il s'agit d'observer et d'étudier une charge inductive alimentée par
une tension rectangulaire 0/10V de rapport cyclique variable [pic]
avec t1 : durée du niveau haut et T : période
1) Observer les variations de la fréquence et du rapport cyclique de u
(voie 1 de l'oscilloscope)
2) Relever puis tracer la courbe des valeurs de en fonction du
rapport cyclique ?.
3) Observer la forme du courant i quand la fréquence ou ? ou L varient
4) Relever sur la grille ci-dessous u et Ri lorsque f = 400 Hz et ? = 0,2
5) Observer les variation, quand ? varie, de la vitesse de rotation d'un
moteur à courant continu en série à la place de la résistance dans la
charge. (5.3) TP 7 : Onduleur et hacheur 4 quadrants On simulera sous Proteus (ISIS) le schéma ci-dessous :
[pic] 1) Onduleur à commande symétrique Les 4 sources de commande (signaux carrés 0/5V à 50 Hz) sont, dans un
premier temps, synchronisées 2 par 2, T2 et T4 ayant un retard d'une demi-
période par rapport à T1 et T3.
Les 2 sondes (V : tension aux bornes de la charge ; I : courant dans la
charge) permettent de visualiser deux graphiques :
- analyse analogique : V (échelle à gauche) et I (échelle à droite) en
concordance de temps
- analyse de Fourier (spectre) de I en fonction de la fréquence f. 2) Onduleur à commande décalée de 60° Même travail mais avec les sources au départ déca