Système VIGIPARK Druez.P

ClasseTS SI – Tp n°1

1. ETUDE DE LA CHAINE D'ENERGIE :

1.1 Encadrer en rouge ci-dessous le ou les blocs correspondants à la commande du moteur.

1.2 Encadrer en bleu ci-dessus le bloc qui correspond à la transmission mécanique entre le moteur et le bras du vigipark

2. Commande du moteur à courant continu

La commande du moteur est réalisée par un pont en H. Il est constitué de deux relais KA1 et KA2. (Voir schéma ci dessous)

Lycée de L’Essouriau – Les Ulis Système VIGIPARK – TP n°1 page n°1/9

Panneau Solaire

CAPTER

Batterie 7AH

STOCKER

Commande + Moteur

CONVERTIR

Réducteur + mécanique

TRANSMETTREEnergie Solaire

Energie Mécanique

CHAINE D'ENERGIE

Informations

ACQUERIR

Microcontrôleur

TRAITER

Liaison Série RS232

COMMUNIQUERCapteurs

CHAINE D'INFORMATION

Entrée Série d'un PC

M12V

KA1

KA1

KA2

KA2

M

U

Système VIGIPARK Druez.P

ClasseTS SI – Tp n°1

2.1 A l’aide de la table de vérité ci-dessous, déterminer le mode de fonctionnement du

moteur à courant continu.La montée correspond à une tension U positive aux bornes du moteur.

KA1 KA2 Mode de fonctionnement0 0 Roue libre, arrêt du moteur

0 1 Montée

1 0 Descente

1 1 Roue libre, arrêt du moteur

2.2 A l’aide d’un crayon de couleur, tracer, sur les schémas ci dessous, le sens du courant

pour les modes de fonctionnement suivant :- Monter le bras- Descendre le bras

MONTER

Lycée de L’Essouriau – Les Ulis Système VIGIPARK – TP n°1 page n°2/9

M12V

KA1

KA1

KA2

KA2

M

U

Système VIGIPARK Druez.P

ClasseTS SI – Tp n°1

DESCENDRE

3. Analyse du moteur en descente

RAPPEL : C(N.m) = K(N.m/A) x I(A)

P(w) = C(N.m) x Ω (rad/s)

3.1 Relever dans la documentation technique du moteur de référence 82 860 003, le coefficient électromagnétique K du moteur (N.m/A)

K = 0,0214

3.2 Mettre le Vigipark en mode automatique et relever le courant du moteur en fonction du temps à l'aide d'un oscilloscope (descente).

Lycée de L’Essouriau – Les Ulis Système VIGIPARK – TP n°1 page n°3/9

M12V

KA1

KA1

KA2

KA2

M

Système VIGIPARK Druez.P

ClasseTS SI – Tp n°1

3.3 Analyse du relevé.

Lors du démarrage du moteur, le courant Id de démarrage n’est limité que par la résistance du bobinage de l’induit R. Estimez sa valeur.En déduire la valeur Cd du couple de démarrage.

Calculer en tenant compte de la résistance de l’induit R, la valeur de la force électromotrice E correspondant à la zone 1.En déduire la vitesse du moteur n en tr/min dans cette zone 1.

Lycée de L’Essouriau – Les Ulis Système VIGIPARK – TP n°1 page n°4/9

Id

Zone 1 Zone 2

R = U/Id = 12,5/1,2 = 10,4 (le constructeur donne 8)

Cd = KId = 25,7mNm (le constructeur donne 30mNm)

E = U - RIo = 11,25V

n = 60E/(2Ω) = 5020 tr/min (le constructeur donne 5000tr/min à vide)

Système VIGIPARK Druez.P

ClasseTS SI – Tp n°1

Lors de l’entraînement de l’arceau, le courant I décroît au sein du moteur. Indiquer cette zone 2 au niveau de votre relevé et expliquez de manière qualitative pourquoi le courant est-il décroissant dans cette zone.

La masse de l’arceau aide à la descente, c’est pourquoi l’effort fourni par le moteur décroît.

Mesurer la durée td de la descente.Calculer la valeur moyenne du courant traversant le moteur en linéarisant par morceau l’allure de ce dernier, et en utilisant l’annexe fournie.

En déduire l’énergie Wd en Wh consommée par le moteur lors de cette phase de descente.

Wd = UImoyt = 12,50,2056,4 = 16,4 J = 4,56 mWh

4. Analyse du moteur en montée

4.1 Mettre le Vigipark en mode automatique et relever le courant du moteur en fonction du temps à l'aide d'un oscilloscope (montée).

Lycée de L’Essouriau – Les Ulis Système VIGIPARK – TP n°1 page n°5/9

td = 4,6s

Imoy = 0,12 + (1/6,4) ((1,2 - 0,12)(0,3 / 2) +(0,36 - 0,12)(3,2 / 2)) = 205mA

Système VIGIPARK Druez.P

ClasseTS SI – Tp n°1

4.2 Analyse du relevé.

Les valeurs de R et de Cd sont-elles les mêmes lors de la phase de démarrage en montée que celles précédemment relevées ?

12,5/1,1 = 11,3ΩCd = 23,5mNm

Les valeurs sont légèrement plus faibles, le démarrage est plus difficile et la tension d’alimentation a chuté.

Lors de la montée, l’arceau est-il immédiatement entraîné ? Indiquer cette zone sur votre relevé de courant (zone 1)Commentez l’allure du courant de manière qualitative.

L’arceau est immédiatement entraîné, l’effort du moteur est constant puis diminue au fur et à mesure que l’arceau s’élève.

Lorsque l’arceau est en position haute, le moteur est-il encore entraîné ? Indiquer cette zone 2 sur votre relevé si elle existe.

Oui, le moteur est encore entraîné lorsque l’arceau se trouve en position haute.

Mesurer la durée tm de la montée.

Lycée de L’Essouriau – Les Ulis Système VIGIPARK – TP n°1 page n°6/9

200mA/div

Zone1 Zone2

Système VIGIPARK Druez.P

ClasseTS SI – Tp n°1

Calculer la valeur moyenne du courant traversant le moteur en linéarisant par morceau l’allure de ce dernier et en utilisant l’annexe fournie.

En déduire l’énergie Wm en Wh consommée par le moteur lors de cette phase de descente.

Wm = 12,5 0,2016,2 = 15,6 J = 4,33 mWh

L’énergie Wm est-elle supérieure ou inférieure à l’énergie Wd ? Est-ce normal ?Existe-t-il une source d’énergie extérieure au moteur permettant d’obtenir se fonctionnement ? Quel en est l’intérêt ?

Il y a obligatoirement une source d’énergie extérieure qui aide le moteur à remonter l’arceau. En l’occurrence il s’agit d’un ressort.Cela permet de sous dimensionner le moteur.

Annexe :

Lycée de L’Essouriau – Les Ulis Système VIGIPARK – TP n°1 page n°7/9

tm = 4,6s

Imoy = 0,12 + 1/6,2((1,12 – 0,24)(0,3/2)+(0,24 – 0,12)1,7 +(0,24 – 0,12)2,8/2))

Imoy = 201 mA

Système VIGIPARK Druez.P

ClasseTS SI – Tp n°1

Document moteur :

Lycée de L’Essouriau – Les Ulis Système VIGIPARK – TP n°1 page n°8/9

0 t1

I1

t2 T

I2

I3

i

t

Système VIGIPARK Druez.P

ClasseTS SI – Tp n°1

Lycée de L’Essouriau – Les Ulis Système VIGIPARK – TP n°1 page n°9/9