UNIVERSITE MONTPELLIER 2 BAP C Technicien

Corps : BAP : Emploi type concours : Centre organisateur : NOM : (En majuscules, suivi s’il y a lieu, du nom d’épouse)

Prénoms : N° de table Né(e) le : (Le numéro est celui qui figure sur la

convocation ou la liste d’appel)

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Corps : Numérotez chaque page (dans

BAP : le cadre en bas de la page) et

Emploi type concours : placez les feuilles intercalaires Centre organisateur : dans le bon sens si besoin. (Précisez, s’il y a lieu, le sujet choisi)

Appréciation du correcteur (uniquement s’il s’agit d’un examen) :

UNIVERSITE MONTPELLIER 2

Session 2013

Concours externe Technicien de classe normale

BAP C

Technicien électrotechnicien

EPREUVE ECRITE D’ADMISSIBILITE

Durée : 3 heures Coefficient : 3

CE SUJET EST A UTILISER COMME DOCUMENT REPONSE

L’usage d’une calculatrice autonome non programmable est autorisé

Le sujet comporte un QCM et 6 exercices sur 25 pages Il est accompagné d’une annexe de 9 pages

Il est interdit aux candidats de signer leur composition ou d’y mettre un signe quelconque pouvant indiquer sa provenance.

Note : 20

NE

RIE

N IN

SCR

IRE

D

AN

S C

E C

AD

RE

2

NE RIEN ECRIRE

DANS LA PARTIE BARREE

QCM Dans toute la suite on considère les schémas suivants : Hacheur série

L

R

E

DU

H

uC

icih

id

Pont mixte

Pont complet

1°) La tension moyenne obtenue à l’aide d’un pont complet est :

αααα = rapport cyclique TH =ααααT est la durée de conduction de H, T est la période de hachage, f est la fréquence de hachage.

θθθθ0 = angle de retard à l’amorçage des thyristors

3

NE RIEN ECRIRE


0C cos22V

Uπ

=

)cos(12

VU 0C +=

0C cos2

VU =

2°) Un redresseur commandé permet de faire varier

la vitesse d’un moteur à courant continu

la vitesse d’un moteur à courant alternatif

la vitesse d’un moteur pas à pas

3°) Une alimentation à découpage présente l’avantage suivant par rapport à une alimentation conventionnelle

puissance mise en jeu plus faible

meilleur rendement

circuit plus simple

4°) La tension moyenne obtenue à l’aide d’un hacheur série est

UUC =

1)-U(2U C =

-1UUC=

5°) Dans un onduleur de secours, il est nécessaire, pour stocker l’énergie électrique, de disposer de

un condensateur,

une batterie d’accumulateurs,

une bobine.

6°) Un gradateur est un convertisseur

continu – alternatif

continu – continu

alternatif – alternatif

4

NE RIEN ECRIRE


7°) La tension et le courant de sortie d’un onduleur sont donnés par les chronogrammes suivants.

E

-E

T/2 T t

uC iC

la valeur efficace de uC(t) est

nulle

8°) Un onduleur sert à

régler la vitesse d’un moteur pas à pas

régler la vitesse d’une machine à courant continu

régler la vitesse d’un moteur asynchrone 9°) Un hacheur sert à

régler la vitesse d’un moteur à courant continu à partir d’un réseau continu fixe

régler la vitesse d’un moteur asynchrone à partir d’un réseau continu fixe

régler la vitesse d’un moteur courant continu à partir d’un réseau alternatif fixe

10°) Pour amorcer un thyristor, il faut

VAK>0

VAK<0 et une impulsion iG

VAK>0 et une impulsion iG

Exercice n°1

5

NE RIEN ECRIRE


Les chronogrammes de la composante alternative du courant débité par un pont redresseur PD3 sont donnés par

les figures 1 et 2 (document réponse n°1).

La charge du pont est constituée par une résistance en série avec une inductance.

La figure 1 correspond à une inductance minimale de la charge.

La figure 2 correspond à une inductance maximale de la charge.

La visualisation du courant à l’oscilloscope a nécessité une sonde de courant de sensibilité 100 mV/A.

Une mesure de la valeur moyenne du courant débité par le pont a donné 5A.

figure 1

figure 2 Rappel :

Le taux d’ondulation est le rapport de la valeur efficace de l’ondulation sur la valeur moyenne de l’intensité du courant

6

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Ω(%) = I

Iond 100

1°) Pour l’inductance minimale,

a) mesurer l’amplitude crête à crête de l’ondulation du courant,

b) en déduire sa valeur efficace en admettant qu’elle est sinusoïdale,

c) calculer le taux d’ondulation du courant.

2°) Pour l’inductance maximale,

a) mesurer l’amplitude crête à crête de l’ondulation du courant,

b) en déduire sa valeur efficace en admettant qu’elle est sinusoïdale,

c) calculer le taux d’ondulation du courant.

3°) Comparer les taux d’ondulation et en déduire le rôle de l’inductance sur le courant débité par un

pont redresseur.

7

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Exercice n°2

I – Etude d’un pont redresseur mixte

Au secondaire d'un transformateur est branché un pont mixte qui alimente un moteur à courant continu et à aimants permanents (voir figure ci-dessous).

Inductance de lissage du courant

Induit du moteur

Résistance r de visualisation du courant

La tension d'alimentation du pont est sinusoïdale u ( t ) = Umax sin ωωωωt

Les diodes et les thyristors sont considérés comme des interrupteurs parfaits. L'inductance est supposée lisser parfaitement le courant ic( t ).

Quel type d'appareil, parmi la liste suivante choisiriez-vous pour mesurer la valeur moyenne Uc moy de uc ( t ) ? Ne donner qu'une seule réponse.

8

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• ampèremètre magnétoélectrique,

• voltmètre numérique en position DC,

• voltmètre numérique en position AC.

On relève les oscillogrammes de la tension redressée uc( t ) et de la tension aux bornes d'une faible résistance r permettant la visualisation du courant ic( t ) voir figure ci-dessous

Calibre voie 1 : 10V / div Calibre voie 2 : 20mV / div Base de temps : 2ms / div

Attention au réglage du zéro de l'oscilloscope, il n'est pas au milieu mais en bas de l'oscillogramme !!!

1°) Indiquer quel point ( parmi les points A, B, C et D de la figure représentant le schéma électrique du pont redresseur ) est connecté à chacune des trois entrées Y1 ( voie 1 ), Y2 ( vole 2 ) et M ( masse ) de l'oscilloscope.

2°) A partir de l'oscillogramme de uc ( t ), déterminer la période de u ( t )

2°) A partir de l'oscillogramme de uc ( t ), déterminer la période de u ( t )

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3°) Calculer l'amplitude Umax de u ( t )

4°) Déterminer le retard τ à l'amorçage ainsi que θ, l'angle de retard correspondant.

5°) Calculer l'intensité moyenne Imoy de ic( t ) sachant que r = 0,1.Ω.

On sait que pour ce pont mixte la valeur moyenne de la tension uc( t ) est donnée par la relation :

2)cos+1(

.U.2

=U maxmoy.c

θθθθππππ

6°) Calculer la valeur moyenne Ucmoy de uc( t ) pour θ = π / 5.

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7°) Quel est l'intérêt, pour le moteur, de pouvoir faire varier l'angle de retard θ ?

Exercice n°3

On désire alimenter le moteur à courant continu sous une tension continue réglable entre 0 et 1000 V.

On intercale alors, entre le réseau et le moteur, un hacheur série.

Etude du hacheur série :

Nous désirons étudier le montage suivant :

L’interrupteur H est fermé sur l’intervalle [0 ; αT] et ouvert sur l’intervalle [αT ; T] Réseau : U = 1500 V.

11

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Le moteur fonctionne avec une excitation indépendante.

1°) Analyser le fonctionnement du montage et représenter uc(t) et uH(t) pour α = 2/3 sur le document réponse n°1.

2°) Exprimer la valeur moyenne, CU , de uc(t) en fonction de α et U.

3°) Le moteur à courant continu a les caractéristiques suivantes : du point de vue électrique, le moteur est équivalent au circuit suivant :

Le moteur est parfaitement compensé. Les grandeurs nominales sont : Umn = 1000 V ; In = 500 A ; Nn = 3000 tr.min-1 R = 30 mΩ. La charge mécanique impose au moteur un couple de moment constant tel que l’intensité du courant dans l’induit du moteur soit égale à 500A et ceci quelle que soit la fréquence de rotation.

Donner l’expression de CU en fonction de .mU Déterminer alors la valeur du rapport cyclique, α, permettant d’obtenir le démarrage du moteur.

E

R Um

I

12

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4°) Représenter, sur le document n°1, les intensités des courants iH(t) te iDRL(t). Exprimer leurs valeurs moyennes en fonction de l’intensité I du courant dans la charge et du rapport cyclique α.

5°) On suppose maintenant que le courant dans la charge présente une ondulation et que RI << E. Représenter l’intensité de ce courant sur le document réponse n°1.

On définit l’expression de l’ondulation ∆iC = ICmax – ICmin.

On montre que l’expression de l’ondulation du courant est : L)TU(1

iC−=

Comment doit-on agir

sur ces différents paramètres si on veut limiter cette ondulation de courant ?

13

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Document réponse n° 1

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Exercice n°4 Une grue hydraulique permet de descendre des petites embarcations pour la sécurité des passagers. Une centrale hydraulique permet d’amener le fluide aux organes hydrauliques via des électrovannes.

Vue de la grue hydraulique sur le QM2 Schéma simplifié de la grue hydraulique

Centrale Hydraulique

Caractéristiques de l’ensemble : Le réseau électrique est de 400V / 50 Hz. Les moteurs électriques sont de marque Leroy Somer, référence LS 160MP dont les caractéristiques sont rassemblées ANNEXE 1. Une partie du schéma électrique est fournie ANNEXE 2 (page 1 à 8).

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PARTIE 1 : Etude du moteur électrique LS160 MP (ANNEXE 1)

1.1 Vérifier par le calcul la valeur du courant In du moteur électrique.

1.2 En déduire le courant d’appel, et expliquer l’origine de cet appel de courant.

1.3 Vérifier par le calcul la valeur du moment du couple nominal de la machine. En déduire le couple de démarrage.

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NE RIEN ECRIRE


1.4 Déterminer la valeur des pertes totales du moteur. Donner l’origine de ces pertes.

1.5 Que signifie les indications suivantes

PARTIE 2 : Etude des schémas électriques (ANNEXE 2 page 1 à 8)

2.1 Folio 4, les moteurs sont connectés à la terre. Quel est l’intérêt de cette connexion

et énumérez les risques dans le cas d’une rupture de cette connexion

IP 55 : Classe F : S1 :

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2.2 Décrire les symboles suivants et leurs fonctionnements

2.3 FOLIO 15 de l’ANNEXE 2, colonne 1 et 2, donner le rôle des résistances R2 et R3.

Quelle importance peut avoir R2 ou R3 pour le bon fonctionnement de l’ensemble.

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NE RIEN ECRIRE


2.4 Les résistances R2 et R3 valent chacune 60W. A la lecture du schéma complet, quel est le nom du transformateur qui alimente ces résistances. Calculer le courant absorbé par R3.

2.5 A partir du FOLIO 7, colonne 7 (OIL HEATER), expliquer le fonctionnement de cette partie du schéma dans les deux modes de fonctionnement.

Exercice n°5 Réseau Informatique

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1 Quelle est la différence entre un hub (concentrateur) et un switch

2 Qu’est-ce qu’une adresse MAC Les propriétés d’une machine A sur un réseau donnent les informations suivantes :

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NE RIEN ECRIRE


3 Déterminer la valeur binaire de l’adresse IP et la valeur binaire du masque du sous réseau.

192 168 124 96

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

255 255 255 0

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4 Réaliser un ET logique entre l’IP et le sous masque. Passer le résultat en DECIMAL ; Que nous donne le résultat comme information.

RESULTAT

BINAIRE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - RESULTAT DECIMAL - - - - - - - - - - - -

5 Réaliser un ET logique entre l’IP et le complément du sous masque. Passer le résultat en DECIMAL. Que nous donne comme information le résultat

RESULTAT

BINAIRE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - RESULTAT DECIMAL - - - - - - - - - - - -

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NE RIEN ECRIRE


6 Deux machines A et B sont branchés sur le même HUB. La Machine A dispose de l’adresse IP 192.168.124.96. Donner un exemple d’adresse IP de la machine B afin de s’assurer du bon fonctionnement du réseau ainsi formé.

Quel est le rôle d’un serveur DNS

7 Quel est le rôle d’un serveur DNS

Exercice n°6 : Notions d’électronique analogique

1 Pour réaliser un condensateur de 1 µF à partir de condensateur de 500 nF comment doit-on monter les condensateurs ?

2 Une résistance est alimentée par un générateur de courant idéal délivrant un courant de 1µA. On désire mesurer la tension aux bornes de cette résistance à l’aide d’un voltmètre de résistance dynamique interne de 500 M. Donner la valeur affichée par le voltmètre si la résistance est de 5 k, 5 M et 500 M. Expliquez votre raisonnement.

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NE RIEN ECRIRE


3 Qu’appelle-t-on un montage de type émetteur commun ? Peut-on l’utiliser pour réaliser la fonction amplification ?

4 Qu’appelle-t-on un montage de type collecteur commun ? Quel est l’avantage d’un tel montage et peut-on réaliser la fonction amplification ?

5 Un transistor bipolaire dans un montage électronique présente une tension base-émetteur de 0.6 V et une tension collecteur- émetteur de 0.2 V. Ce transistor est-il en régime de saturation ou actif ? Expliquer votre réponse.

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NE RIEN ECRIRE


6 Un transistor bipolaire dans un montage électronique présente une tension base-émetteur de 0.6 V et une tension collecteur- émetteur de 10 V. Ce transistor est-il en régime de saturation ou actif ? Expliquer votre réponse.

7 Une diode est décrite par l’équation de Schockley . En justifiant votre réponse comme sa résistance dynamique pourra alors être s’approximée

b)

c)

d)

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NE RIEN ECRIRE


8 Que représente une résistance dynamique? En quoi est-elle différente d’une résistance ?

9 Proposer un schéma d’amplificateur non déphaseur de gain 100.

10 Un amplificateur présente un slew rate de 1V/µs que représente cette valeur ? Puis calculer la fréquence maximum admissible si le signal en entrée présente un maximum une amplitude de 10 mV

11 Donner la table de vérité d’une bascule JK

25

NE RIEN ECRIRE


12 Donner la table de vérité d’une bascule D

ANNEXE 1 : Moteurs électriques de la centrale hydraulique

ALIMENTATION

400V/50 HZ

Po

mp

e n°1

: LS16

0M

P

Po

mp

e n°2

: LS16

0M

P

OIL : Huile HEATER : Réchauffeur

Motor : Moteur SWITCH : Interrupteur

FOLIO

4

ANNEXE 2 : Schémas électriques, page 1 à 8

Tran

sfo T2

40

0V

/22

0V

32

0V

A

FEEDING : Alimentation Auxiliary : auxiliaire

FOLIO

5

Transfo

T1

40

0V

/12

V/1

2V

40

0V

A

EMERGENCY : Urgence

FOLIO

6

LOW : bas Thermal Paste : contact sonde thermique

HIGH : Haut Overload : Surcharge

HEATER : Réchauffeur Level : Niveau

Relay : relais AUTO/MAN : Automatique/ Manuel

FOLIO

7

START : Démarrage PushButton : Bouton Poussoir

FOLIO

8

CRANE : grue

TENSIONING PRESSURE : Tension du câble

HATCH : Ecoutille d’accès

OUT CRANE : grue sortie

IN CRANE : grue rentrée INTERMEDIATE : intermédiaire

FOLIO

11

FOLIO

12

FOLIO

15

Documents

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