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    STS IRIS 2003-2004

    1re anne
    exercices sur le chapitre 5 : hacheurs et onduleurs.

    Exercices sur le ch 5 : hacheurs et onduleurs.


    Exercice n1 : EXO 1 : TUDE DU HACHEUR
    Le hacheur alimente une charge quivalente inductive.

    E = 140 V

    Re = 50

    H est un interrupteur lectronique command l'ouverture et la fermeture dont la structure n'est pas
    tudie. Tous les composants seront supposs parfaits.
    H est ferm entre t = 0 et t = .T ; H est ouvert entre t = .T et t = T.
    On appelle T priode de hachage.
    1

    Quel est le rle de la diode D ? Est-elle utile ici ?

    2
    Le courant ie(t) prend l'allure reprsente sur la figure 1 du document rponse n 1. En dduire la
    frquence f de fonctionnement du hacheur ainsi que le rapport cyclique .
    3

    Reprsenter sur le document rponse N 1, l'allure de ue (t) et de iD(t) sur les figures 2 et 3.

    Calculer la valeur moyenne, <ue>, de ue (t)

    Exprimer ue(t) en fonction de Re, Le et ie (t) En dduire l'expression de <ue> en fonction de Re et de ie


    (on rappelle que UL, = 0)
    Calculer alors <ie>

    6.1. Calculer l'ondulation du courant dans la charge dfinie par ie = ie maximum- ie minimum..
    6.2. On admet que ie

    .(1 ).E
    . En dduire la valeur de Le.
    Le . f

    6.3. E tant fixe, pour une valeur donne de < ue > , sur quel paramtre ou lment du hacheur peut-on
    agir, et dans quel sens, pour diminuer cette ondulation ?

    FLEURIAULT

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    1re anne
    exercices sur le chapitre 5 : hacheurs et onduleurs.

    DOCUMENT-RPONSE N 1

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    1re anne
    exercices sur le chapitre 5 : hacheurs et onduleurs.

    Exercice n 2 sur l'lectronique de puissance associe la commande de moteurs lectriques. (morceau


    du BTS II 1996)
    La figure 2 ci-dessous reprsente un pont en H :

    La source de tension continue E est rversible, sa f.e.m. vaut E = 24 V et son impdance est nulle.
    Le moteur M peut tre, suivant la commande choisie :
    - soit un moteur courant continu aimants permanents.
    - soit un micromoteur synchrone monophas possdant 12 ples.
    La vitesse du moteur courant continu est proportionnelle la tension moyenne ses bornes et elle vaut
    = 6000 tr.min-1 pour une tension moyenne de <u> = 24 V.
    La commande des 4 transistors est ralise partir d'un mot de 4 bits N = abcd. Le bit a commande T1, le bit b
    commande T2, le bit c commande T3 et le d commande T4.
    Lorsque le bit correspondant est 0, le transistor est bloqu et quand il est 1, le transistor est command. Les
    composants (diodes et transistors) sont considrs comme parfaits.

    1 - Prambule.
    1-1
    1-2
    1-3
    1-4

    De quel type sont les 4 transistors ?


    Que faut-il faire pour les saturer ?
    Quelle est la principale proprit d'un transistor parfait satur ?
    Quelle est la principale proprit d'une diode parfaite passante ?

    2 - Commande d'une seule diagonale. Moteur courant continu.

    On commande les transistors T1 et T3 la frquence f = 400 Hz, avec un rapport cyclique = 0.75.
    Les transistors T2 et T4 sont bloqus en permanence.
    Le courant d'intensit i(t) dans le moteur est ininterrompu et i(t) toujours positive.
    2-1 que doit-on ajouter au moteur pour rendre le courant i(t) constant ?
    2-2 sur le document rponse, figure 3, tablir le chronogramme de la tension u(t). Mentionner les valeurs des
    ordonnes.
    2-3 par quels lments le courant passe-t-il entre les instants .T et T ? Quel est leur rle ?
    2-4 dduire du chronogramme l'expression de la valeur moyenne <u> de u(t) en fonction de E et de . Donner sa
    valeur numrique. Quel doit tre l'appareil utilis pour mesurer <u> et sur quel mode ?
    2-5 exprimer la valeur efficace U de u(t). Calculer sa valeur numrique. Quel doit tre l'appareil utilis pour mesurer
    U et sur quel mode ?
    2-6 calculer la frquence de rotation du moteur en tours.min -1, puis en rad.s-1.

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    exercices sur le chapitre 5 : hacheurs et onduleurs.

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    1re anne
    exercices sur le chapitre 5 : hacheurs et onduleurs.

    Exercice n3 : onduleur 4 transistors.

    1) partir des oscillogrammes de u et de i, faire lanalyse du montage : donner les lments passants parmi les
    diodes et les transistors, en expliquant la mthode pour un cas.
    2) expliquer pour chaque phase le sens de transfert de lnergie.

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    1re anne
    exercices sur le chapitre 5 : hacheurs et onduleurs.

    Exercice n4 : onduleur 4 transistors (commande dcale).

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