corrigé Épreuve E41 session 2015 BTS Electrotechnique ... - Eduscol

BTS ÉLECTROTECHNIQUE
U41 - PRÉ-ÉTUDE ET MODÉLISATION SESSION 2015 PARTIE A : CAPTEUR TELEMETRIQUE A ULTRASONS.
1. Fonctionnement de l'émetteur 1. Période de l'onde ultrasonore : T1 = 20µs. 2. f1 = 50 kHz. 3. Durée d'émission de la trame : T2 = 0,5 ms. 2. Propagation des ultrasons A.2.1 T25 = 298 K. A.2.2 253 K < T25 < 313 K - Le domaine de validité est respecté.
A.2.3 c25 = 346 m.s-1.
3. Fonctionnement du récepteur. A.3.1 ?t = 2,2 ms. A.3.2 dar = c25. ?t = 346*2,2ms = 76 cm. A.3.3 d = dar/2 = 38 cm. A.3.4 ?t'= 2*d'/ c25 = 2*41,5cm/346 = 2,4 ms.
u e t(ms)
t(ms)
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A.3.5 Les trames sont émises toutes les 27,5 ms. Donc ?t minimum doit être
de 27,5 ms soit dar max = 9,3 m soit dmax = 4,7 m.
PARTIE B : ETUDE DU REDRESSEUR MECANIQUE DIMECO.
1. Etude mécanique : motorisation des cylindres entraîneurs. 1. v = 60*vs = 60*(D/2)*ncylindre*2*?/60 = D* ncylindre*? 2. v ' ? D.nmoteur
r B.1.3 V = 0,6 m.s-1 = 36 m.min-1 ? nmoteur = 2300 tr.min-1. B.1.4 r = 7,57. 5. ncylindre = nmoteur /r = 2300/7,57 = 304 tr.min-1. 6. Tr = 140 N.m. 7. Pu = (Tr X 2pi X ncylindre) / (60 X ?) = 4741 W. Tu = (60 X Pu) /
(2pi X nmoteur) = 19,7 Nm.
3 Etude du variateur ATV58 associé au moteur asynchrone triphasé.
1. Caractéristiques du courant i1 dans la phase 1 du variateur ATV58 (10
points). B.2.1.1 Î1 = 3,3 carreaux*230mV/100mV = 7,6 A. B.2.1.2 I1 =
7,6*0.42 = 3,2 A.
3. Distorsion du signal suite à la présence d'harmoniques. 4. IA = 272mV / 100mV (sonde courant) = 2,72 A efficace. B.2.1.5
|Raies |Rang |Fréquence |Valeur efficace (% |Valeur efficace |
| | | |fondamental) |(Ampère) |
|A |1 |50 |100 |2.72 |
|B |5 |250 |58 |1.58 |
|C |7 |350 |26 |0.71 |
|D |11 |550 |6 |0.16 |
|E |13 |650 |8 |0.22 | B.2.1.6 Rang impairs. |BTS ELECTROTECHNIQUE - CORRIGE |SESSION 2015 |
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B.2.1.7
I1 ' B.2.1.8 ' 3,2 A
THD '
IA THD = 64%
4 Variation de vitesse du moteur asynchrone.
B.2.2.1 ns1 = 3000 tr.min-1. 2. document réponse 3. 3. L'abaque annexe 4 donne pour le point de fonctionnement P1 : n1 =
2725 tr.min-1 et Tu1 = 16,6 N.m. 4. L'abaque annexe 4 nous donne v1 = 43 m.min-1 lorsque n1 = 2725
tr.min-1 Ce qui correspond à 0,72 m.s-1. 5. document réponse 3.
Le point de fonctionnement P2 est : n2 = 2300 tr.min-1 et Tu2 =
19,7 N.m On retrouve bien les valeurs de la question B.1.7. B.2.2.6 ns2 = 2620 tr.min-1. B.2.2.7 f2 = 43,3 Hz U2 = 346 V.
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PARTIE C : PINCES D'AMENAGE
5 Etude du cycle de fonctionnement des deux pinces.
1. Durée d'un cycle de fonctionnement : T = 240 ms. 2. Nombre de cycles par minute : N = 60*(1/T) = 250. 3. L'outil d'encochage entre en contact avec la bande pendant la phase
4 et ceci pendant une durée Te = 40 ms. 4. On observe que la pince mobile est en contact avec la bande pendant
la durée Tm
= 60 ms. 5. Pendant la durée Tm, la pince mobile se déplace horizontalement
d'une longueur Lb = p = 9cm. 6. Pendant la durée Tm, la bande s'est déplacée de la longueur Lb = p
= 9cm Ainsi, la vitesse instantanée de la bande vib = Lb/Tm =
9cm/60ms = 1,5 m.s-1. 7. Sur un cycle T, la bande s'est déplacée de la longueur Lb = p =
9cm, on a ainsi la vitesse moyenne de la bande vmb = Lb/T =
9cm/240ms = 0,375 m.s-1. 8. Dans sa position la plus éloignée de la bande, la pince fixe se
trouve à une distance dv = 2 cm. 9. La pince fixe met, lorsqu'elle est en mouvement, le temps Tf = 20
ms pour atteindre la bande. 10. La vitesse instantanée verticale de déplacement de la pince fixe
est vf = dv / Tf = 2cm/20ms = 1 m.s-1. 11. On constate sur les chronogrammes que les vitesses vf et vm sont
identiques vf = vm = vfm = 1 m.s-1. 12. a = vhm / vfm . = 1,5. |BTS ELECTROTECHNIQUE - CORRIGE |SESSION 2015 |
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6 Augmentation de la cadence de production.
1. Nouvelle durée d'un cycle de fonctionnement : T' = 60*1/N' = 60/400
= 150 ms. 2. Utilisons la relation donnée question A.1.14 : v'hm = a*v'fm Soit
v'hm = 1,5*2 = 3 m.s-1. 3. T'm = Lb /v'hm = 9cm/3 m.s-1 = 30ms. 4. Vitesse moyenne d'avancement de la bande : v'mb = Lb/T' = 9 cm/150
ms = 0,6 m.s-1. 5. Document réponse 4. Pince Mobile
Position verticale (cm) 2 1 10 20 50 100 150
Pince Mobile
Position horizontale (cm)
t (ms)
10 5 t (ms)
10 20 50 100 150 Pince Fixe
Position verticale (cm) 2 1 10 20 50 100 150 Outil d'encochage N°3 Position verticale (cm)
t (ms) 2 1 t (ms)
10 20 50 100 150 Phases Cycle
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|industriel. Pré-étude et modélisation | | | Document réponse 3 :
25 20 P2
19,7 16,6 15 10
5 0 2300 ns2 2725 ns1
2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600
n (tr.min-1)
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|modélisation | | | -----------------------
? 2 0 1 2 3 u s ? 2 2,4 ms 0 1 2 3 IA² + IB² + IC² + ID² + IE² IB 2 + IC 2 + ID² + IE² |Ph1 |Ph|Ph3 |Ph4 |Ph5 |
| |2 | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |T |u2 |= f |(n |) | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |T |u1 |= f |(n) | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| |P | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | |P1 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | Tres (N.m)