Un moteur à CC à excitation indépendante de 250V, 1500 tr/min est alimenté à partir d’un réseau triphasé 220/380 par un convertisseur triphasé en pont à thyristor. L’induit possède une résistance R=400 mΩ et son courant nominal est de 20A.
1. Calculer l’angle de retard à l’amorçage lorsque :
- Le moteur fonctionne à plein charge
- Le moteur développe son couple nominale à une vitesse 400 tr/min
2. Calculer la puissance réactive absorbée par le convertisseur lors que le moteur développe son couple nominale à 400 tr/min.
Exercice 2
Un moteur à courant continu à excitation indépendante de 5kW, 250 V , 1500 tr/min est alimenté à partir d’un réseau triphasé à 110/220V par un hacheur série de fréquence 2kHz. L’induit possède une résistance de 400 mΩ et son courant nominal est de 20A.
1. Calculer le rapport cyclique et le courant Ih lorsque :
a. Le moteur est à l’arrêt tout en livrant un courant de démarrage de 20A.
b. Le moteur fonctionne à pleine charge.
c. Le moteur développe son couple nominal à une vitesse de 400 tr/min.
2. Calculer la puissance active absorbée par le convertisseur lorsque le moteur développe son couple nominal à 400 tr/min
Exercice 3
Un processus industriel est entrainé par un moteur à CC selon le montage de la figure suivante.
La tension nominale aux bornes de l’induit du moteur est de 450 V et le courant dans l’induit est de 50 A. Le convertisseur 1 fournit un courant Id1=80 A, tandis que le 2ème convertisseur absorbe un courant Id2=30 A
La tension triphasée alimentant les convertisseurs est de 380 V. Calculer :
1. Les angles d’amorçages des convertisseurs
2. La puissance associée à chaque convertisseur
3. La puissance active tirée du réseau à courant alternatif
4. La puissance réactive tirée du réseau, ainsi que le facteur de puissance.
5. La puissance absorbée par le moteur.
Exercice 4
Un moteur à courant continu de 750 ch, 250 V, 1200 tr / min est connecté à une ligne 208 V triphasée 60 Hz à l’aide d’un convertisseur triphasé. Le courant d'induit à pleine charge est de 2500 A et la résistance d'induit est de 4 Ohm.
Calculer
a. L'angle d’amorçage dans des conditions de charge nominale
b. L'angle d’amorçage requis pour que le moteur développe son couple nominal à 400 tr / min
c. Calculer la puissance réactive absorbée par le convertisseur lorsque le moteur développe un couple complet à 400 tr / min.
Exercice 5
Le moteur à courant continu de la figure a une tension d'induit de 450 V tout en consommant un courant de 1500 A.
Le convertisseur 1 délivre un courant Id1 de 1800 A et le convertisseur 2 en absorbe 300 A. Si la tension de secteur alternative de chaque convertisseur est de 360 V, calculer ce qui suit:
a. Le courant continu associé aux convertisseurs 1 et 2
b. La puissance active absorbée de la ligne triphasée
c. Les angles d’amorçages pour les convertisseurs 1 et 2
d. La puissance réactive absorbée de la ligne triphasée
Exercice 6
Un trolleybus est entraîné par un moteur de série de 150 ch, 1500 tr / min et 600 V. Le courant nominal à pleine charge est de 200 A et la résistance totale de l'induit et du champ est de 0,1 Ohm. Le bus est alimenté par une ligne 700 V cc.
Un hacheur contrôle le couple et la vitesse. La fréquence de découpage varie de 50 Hz à 1600 Hz, mais le temps d'activation Ta est fixé à 600 µs.
a. Calculer la fréquence de découpage et le courant tiré de la ligne lorsque le moteur est à l'arrêt et en tirant un courant de 240 A.
b. Calculer la fréquence de découpage lorsque le moteur fournit sa puissance nominale.
c. Calculer la valeur de crête des courants Ih et Im lorsque le moteur est à l’arrêt.
Exercice 7
Un moteur à courant continu de 25 ch, 250 V, 900 tr / min est connecté à un convertisseur continu-continu qui fonctionne à une fréquence de découpage de 2 kHz. Le convertisseur est alimenté par un redresseur à 6 impulsions connecté à une ligne 240 V triphasée 60 Hz (Figure. 1).
Un condensateur C de 500 μF et une inductance Ld jouent le rôle de filtres. La résistance de l’induit et l'inductance sont respectivement de 150 mΩ et 4 mH. Le courant nominal de l’induit en courant continu est de 80 A. Nous souhaitons déterminer :
a. Le rapport cyclique requis lorsque le moteur développe son couple nominal à la vitesse nominale
b. La forme d'onde des courants I1, I2 et Ia
c. La forme d'onde des tensions E12 et EAB
Exercice 8
Une source d'alimentation en courant alternatif triphasé de 60 Hz (ligne à ligne de 440 V) connectée via des redresseurs contrôlés est utilisée pour alimenter le circuit d'induit d'un moteur à courant continu de 10 hp à excitation séparée (voir Figure).
Les données pour le moteur sont: résistance du circuit d'induit Ra = 0,42 et i (courant d'excitation) réglée de sorte qu'à 1100 tr / min, lorsque la machine fonctionne en générateur, la tension à pleine charge soit de 208 V et que la machine délivre l’équivalent de 10 ch. Déterminer le couple moyen pouvant être atteint pour une vitesse de 1100 tr / min si l’angle d’amorçage est réglé à 40 ° et à 45 °.
Exercice 9
Un moteur à courant continu à excitation séparée est alimenté par un hacheur (voir Figure) à partir d'une alimentation de batterie de 240 V. Une tension terminale carrée, Vt, est développée, à 3 ms ON et 3 ms OFF. Le moteur fonctionne à 450 tr / min.
La constante de couple de la machine (ou constante de tension) k = 1,8 N. m / A (ou V. s / rad) et la résistance du circuit d'induit Ra = 0,42..
Déterminer le couple électromagnétique développé.
Exercice 10
Un moteur à courant continu de 25 kW à 3 600 tr / min et 240 V a un induit de résistance de 47 mΩ et un inducteur de résistance de 187 Ω et à une inductance de 4,2 H. Calculer a. Le courant de champ moyen If
b. L’amplitude de l'ondulation du courant d’excitation Δif lorsque l'enroulement de l’inducteur est alimenté par une source de 240 V cc par modulation de largeur d'impulsion avec un rapport cyclique = 0,75 et une période de commutation de 1 ms.
Exercice 11
Avec une tension aux bornes de l'induit de 240 V et un courant d’excitation parallèle de 0,34 A, la vitesse à vide du moteur à courant continu de l’exercice 10 est de 3600 tr / min. Dans cet exemple, le moteur est supposé entraîner une charge qui varie avec la vitesse :
où N est la vitesse du moteur en tr / min. Un rhéostat doit être installé en série avec l’excitation de dérivation pour faire varier la vitesse. En supposant que la tension aux bornes de l'armature reste constante à 240 V, calculez la plage de résistance requise si la vitesse doit varier entre 1800 et 3600 tr / min. L'effet des pertes de rotation peut être ignoré.
