CNC Si Tsi Ge 2013
CNC Si Tsi Ge 2013
CNC Si Tsi Ge 2013
Si un candidat est amené à repérer ce qui peut lui sembler être une erreur d’énoncé, il le signalera sur sa
copie et devra poursuivre sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu’il a été amené à prendre.
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Concours National Commun Filière : TSI Génie électrique session 2013
Présentation générale :
Une entreprise fabrique et commercialise une colle thermoplastique. Elle utilise une extrudeuse qui
sert au traitement continu de granulat de colle thermoplastique. Le granulat mis dans l’entonnoir,
entre dans un tube chauffé par des colliers chauffants et muni d’une vis d’Archimède. Cette vis sans
fin transporte la matière première pour la faire fondre dans le cylindre chauffé.
Moteurs de
Pompes Armoire électrique
Entonnoir
Moteur M1
Réducteur
Colliers de Chauffage
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Entonnoir
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I I2’ R1
R2’/g
A.7. Vérifier que pour un glissement g est proche de zéro, l’expression du couple électromagnétique
devient :
K1 K2 K3
L
C
MAS
3~
K1’ K2’ K3’
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Le moteur fonctionne à couple constant égal à 150 Nm jusqu’à 1500tr/min, puis à puissance
constante.
B.1. Quelle est la puissance mécanique maximale à développer par le moteur ?
B.2. Calculer le rapport de réduction du réducteur nécessaire pour faire correspondre la vitesse de
1500tr/min du moteur à la vitesse de rotation maximale de 100tr/min de la vis.
B.3. La figure (5) représente le réseau des zones utiles de la caractéristique mécanique pour des
fréquences différentes. On donne :
Cem (Nm)
240
0
180
120
60
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
400 11300 1400 1500 1600
N (tr/min)
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B.3.3. On désire faire démarrer le moteur avec un couple de 150Nm, quelle doit être la valeur
minimale de la fréquence délivrée par l’onduleur? En déduire la valeur de la tension
correspondante. Cette valeur est-elle suffisante pour faire démarrer le Moteur ?
B.3.4. La figure (6) représente l’allure de la loi de commande de l’onduleur . Justifier sa
forme en basses et en hautes fréquences. V (v)
230 v
25 v
Dans cette partie on s’intéresse à la régulation de la température des fourreaux, plus exactement à la
zone n°2. Le chauffage est obtenu par des résistances chauffantes alimentées par des gradateurs à
thyristors. La mesure de la température effectuée dans chaque zone par thermocouple. Le
refroidissement est assuré par la circulation d’un fluide.
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On admet que l’ensemble des dispositifs (collier, gradateur, Résistances chauffantes et capteur de
température) peut être modélisé par la fonction de transfert suivante :
gain statique,
retard pur en secondes,
constante du temps en secondes
Le dispositif de régulation de la température est inséré dans une boucle à retour unitaire :
+
θref H(p) θs
-
+
θref C(p) H(p) θz
-
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100 µs
Par souci de clarté, on étudie séparément chaque montage élémentaire. La figure (12) montre le
schéma synoptique du montage :
Vref
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D.1.1. Sur le document réponse 1, on donne l’allure des tensions u(t) et e(t), compléter le tracer
des signaux VA(t) au point A et VB(t) au point B.
D.1.3. Les couples (C2, R4) réalisent une fonction de dérivateur, les diodes D3 et D4 sont supposées
parfaites. Donner l’expression du signal VE(t) au point E en fonction de Vcc, C2, R4 et de t.
D.1.5. Calculer la largeur t des impulsions générées, sachant qu’elle vaut 3 fois la constante du
temps des circuits dérivateurs.
Les impulsions de synchronisation générées au point E sont utilisées pour décharger brutalement
et périodiquement le condensateur C3 à travers le transistor T1 du montage de la figure (4).
Vref
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On donne :
D.2.2. Donner l’expression de la tension Vc(t) aux bornes du condensateur C1et calculer sa valeur à
la fin de chaque demi-période (T/2=10ms).
D.2.3. Montrer que l’expression de la tension VF(t) est :
D.2.4. Tracer, sur le document réponse 2 l’allure de la tension VF(t).
D.2.5. Tracer sur le document réponse 2 l’allure de la tension VG(t) pour une tension de référence
de Vref =6v.
D.2.6. Pour Vref =6v, quel sera la valeur de l’angle de retard à l’amorçage (en degré) du thyristor.
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Annexe 1
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Document Réponse 1
u(t)
e(t)
+0.6V
-0.6V
10ms 20ms 30ms 40ms t
-15V
VB(t)
+15V
-15V
VE(t)
+15V
-15V
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Document Réponse 2
Questions : D.2.3. ; D.2.4. et D.3.3.
Impulsions à l’entrée E
+15V
VF(t)
15V
12V
9V
6V
3V
VG(t)
+15V
-15V
VH(t)
15V
9V
3V
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