UF3.2 M 2.1 :Energie Electrique 40h –2 ECTS –10 UF :

1. UF3.2 M 2.1 :Energie Electrique 40h –2 ECTS –10 UF : Convertisseurs statiques Transformateur Redresseur Hacheur série Convertisseurs électromécaniques Machines à courant continu

2. Convertisseurs statiques : les transformateurs Décrire la conversion de puissance réalisée par un transformateur en précisant les relations entre les grandeurs d’entrée et de sortie. Mesurer le rapport de transformation.

3. Convertisseurs statiques : les transformateurs Symboles Principe Vidéo Animation transformateur Il conserve la fréquence du signal d'entrée mais il modifie l'amplitude de sa tension et l'intensité de son courant. L'entrée est appelé PRIMAIRE et la sortie est appelé SECONDAIRE Plaque signalétique http://www.rmefrance.com/transformateur-modulaire.html Ex : 220 / 24v - 50 HZ - 1 k VA tensions nominales primaire et secondaire – fréquence utilisation – puissance apparente

4. Rapport de transformation ici on a : m = 24 / 220 = 0,109 avec m < 1 : abaisseur de tension : distribution , utilisation, .... m= 1 : transformateur de mesure ou d'isolation m > 1 : élévateur : Transport ou Production les différentes pertes dans un transformateur : * pertes fer : par Hysteresis ou courant de Foucault =>pour réduire l'Hystérésis : il faut des tôles de bonne qualité => pour réduire les courants de Foucault on feuillette le circuit magnétique * pertes Joule : c'est l'échauffement dans les fils primaire et secondaire du au passage du courant * avec l'essai à vide : on détermine les pertes dans le fer nominale + un peu de pertes Joule dans le primaire. Les pertes « fer » sont fonction de la tension et de la fréquence ; or U1v = U1n et fv =fn donc on a bien les pertes « fer » nominales

5. Pour la culture scientifique *avec essai en court circuit : on détermine les éléments du modèle équivalent de thévenin P1cc = Rs. I2cc2 d'où Rs Zs = m.U1cc /I2cc d'où Zs Xs = Zs2 - Rs2 d'où Xs Equation interne : E = 4,44 . Bmax .N . S . f

6. Pour la culture scientifique Détermination d'un point de fonctionnement à partir du modèle équivalent: m.U1 = E2 et E2 - RS.I2 - Xs.I2. j = U2 Rendement :  = P2 / ( P2 +  des pertes ) = P2 / P1 avec P2 = U2 . I2 . cos(2)

7. La Distribution Électrique et les transformateurs

8. Convertisseurs statiques : le redressement Voir TPs « redressement » Décrire la conversion de puissance réalisée par un redresseur en précisant les relations entre les grandeurs d’entrée et de sortie. Identifier la nature du convertisseur à partir du schéma structurel ou du chronogramme de la tension de sortie (pont de diodes, pont mixte et pont tout thyristor). Exploiter l’oscillogramme de la tension de sortie afin de déterminer le retard à l’amorçage. Mettre en évidence l’influence d’une bobine sur l’ondulation du courant. Relever les harmoniques des tension et courant en sortie d’un redresseur. Déterminer expérimentalement la relation entre la vitesse de rotation du moteur alimenté et le retard à l’amorçage des interrupteurs. PROG

9. Convertisseurs : M.C.C Décrire la conversion de puissance réalisée par une machine à courant continu en précisant les relations entre les grandeurs d’entrée et de sortie. Exploiter le modèle électrique équivalent de l’induit en régime permanent. Établir le bilan des puissances et calculer le rendement. Relever la caractéristique mécanique T u = f(W). PROG Vidéo : machine à courant continu Animation : Principe MCC Simulation avec Psim

10. Le rotor : induit Le stator : inducteur . N Equation Electrique : U = E + R.I

11. Bilan de puissance de la M.C.C

12. Bilan de puissance de la M.C.C

13. Point de fonctionnement d’une MCC Tu

14. Plusieurs dimensions possibles Beaucoup de domaines d’applications Facile à mettre en œuvre Bon marché De la micro application Jusqu’à La traction électrique

15. Convertisseurs statiques : le hacheur série Voir TP Hacheur Série • Décrire la conversion de puissance réalisée par un hacheur en précisant les relations entre les • grandeurs d’entrée et de sortie. • Identifier la nature du convertisseur à partir du schéma structurel ou du chronogramme de la tension de sortie. • Exploiter les chronogrammes de la tension et l’intensité du courant disponibles en sortie d’un hacheur afin de déterminer : • - le rapport cyclique, • l’ondulation de courant. • Relever les harmoniques de la tension et du courant en sortie d’un hacheur. • Mettre en évidence l’influence d’une bobine sur l’ondulation du courant. • Déterminer expérimentalement la relation entre la vitesse de rotation du moteur alimenté et le rapport cyclique. PROG Animation geogebra sur le hacheur série

16. Bloc fonctionnel : Tension moyenne : Hacheur série de tension Simulation hacheur série psim pointofix

17. Ondulation du courant de sortie : Attention il arrive que l’on définisse aussi l’ondulation du courant par rapport à sa valeur moyenne et dans ce cas là on a : Influence de L sur l’ondulation du courant : Simulation hacheur série psim pointofix L = 0,1 H L = 0,7 H

18. pointofix Exploitation d’un chronogramme : Sonde de courant 1V/A Sonde de tension : gain 1

21. Bonus : Hacheur quatre quadrants Réversible en courant et en tension LES EXERCICES