98COU033 .......Enoncé : pont mixte
 


Le pont ci-dessus alimente l'induit d'un moteur à courant continu à excitation indépendante et constante et dont la résistance de l'induit est de 0,5 W .

La f.e.m est égale à 180V quand la fréquence de rotation est de 1250 tr.min-1.

Le courant dans le moteur est parfaitement lissé par une inductance pure et son intensité a pour valeur I = 10 A.

On applique à l'entrée du pont une tension sinusoïdale de valeur efficace 220 V et de fréquence 50 Hz.

Les thyristors reçoivent des impulsions de gâchette aux instants (t0 + kT/2) (k = 0,1, 2,............)
 

1. Sur l'axe "horizontal" du chronogramme de v, faire apparaître les indications 2,5 ms, 10 ms, 20 ms "en dessous " de l'axe et p /4 rad, p rad, 2 p rad au-dessus de l'axe.

2. En s'aidant du chronogramme figurant sur la page 4, écrire l'expression de la tension v appliquée à l'entrée du pont sous la forme :
v = Vmax sin (w t + j ) en donnant les valeurs de Vmax, w et j . (l'expression trouvée ne devra comporter que la seule lettre t)

3. En s'aidant des chronogrammes figurant à la page 4 :

3.1. Passer en trait gras sur chacun des schémas n°1, 2, 3, 4, le "chemin emprunté" par le courant sur l'intervalle de temps indiqué sous chacun d'eux, en remplaçant par un interrupteur fermé les éléments passants et par un interrupteur ouvert les éléments bloqués. Indiquer le sens réel du courant.

3.2. Indiquer en bas de la page 4, à l'emplacement prévu,

3.2.1. le signe de la puissance instantanée reçue par la charge.

3.2.2. le nom de la phase (écrire "RL" : pour phase de roue libre et "Alim" pour phase d'alimentation de la charge.
 

3.3. En utilisant les résultats de la question précédente, dessiner sur la page 4 : IL : intensité du courant dans la ligne.
i1 : intensité du courant dans le thyristor T1.
iD1 : intensité du courant dans la diode D1.
 
3.4. Sur le schéma n°5 indiquer les connexions à réaliser pour visualiser simultanément :
- sur la voie 1 : l'intensité du courant i3 dans le thyristor T3.
- sur la voie 2 : l'intensité iL du courant dans la ligne.
On supposera que les deux voies de l'oscilloscope peuvent être inversées et on fera apparaître au besoin sur le schéma des résistances de visualisation.

3.5. Exprimer à l'aide d'une intégrale la valeur moyenne <u> de u quand q = 45°. L'expression trouvée ne comportera que la seule variable angulaire a , les autres termes seront remplacées par leurs valeurs (en particulier, les bornes de l'intervalle d'intégration).

3.6. Calculer la valeur efficace de l'intensité du courant dans le thyristor T1.
 

4. Par des considérations géométriques sur l'allure de u, donner les valeurs de q pour lesquelles : 4.1. <u> est maximale ; préciser quelle est alors la valeur de <u>.

4.2. <u> est minimale ; préciser quelle est alors la valeur de <u>.
Pour le calcul de <u>, on pourra s'aider de la formule :


5.

5.1. Exprimer u en fonction de L, de i , de E et de R.

5.2. En déduire la valeur moyenne <u> de u en fonction des paramètres de la charge.

5.3. Calculer la f.e.m E pour q = 45°.

5.4. Quelle est pour cette valeur de q (45°) la fréquence de rotation du moteur ?
 

6. Donner un avantage et un inconvénient du pont mixte sur le pont tout thyristors.