TP Automatique

Compte rendu TP 5 Automatique

1. Introduction

L’objectif de ce TP est de visualiser le fonctionnement d’un moteur à courant continue, et d’appliquer les notions d’automatique que nous avons vu en cours et plus particulièrement la modélisation en schémas bloc. Le but est ici de visualiser les différentes réponses du système (courant, couple, vitesse, tension…) en fonction de valeurs paramétrées dans les différents blocs.

1. Explication du cheminement du TP

Découverte du logiciel, nous avons renseigné les valeurs des constantes utilisées pour nos équations, dans simulation ➔ modifier le contexte :

[pic 1]

  Ensuite nous avons réalisé le schéma bloc du moteur à courant continu avec le paramétrage des blocs  plus une légende pour la compréhension du schéma global.

[pic 2]

Sur chaque sortie qui nous intéresse, nous avons mis un oscilloscope afin de les visualiser.

Nous avons fait différent test de scénarii : pour cela nous avons modifié la valeur de « f » dans la fenêtre « modifier le contexte »

NB : On constate pour les graphiques de courant de sortie, vitesse angulaire, et couple moteur qu’au démarrage du moteur un profil de courbe de type exponentielle inverse est observé.[pic 3][pic 4]

1. Visualisation des scénarii : Sans frottement et avec frottement et un couple résistant égale à 0 N.m

[pic 5]

La tension d’alimentation (échelon) ne bouge pas, elle reste à 80 Volt pour tous les scénarii.

[pic 6]

Le couple résistant est égale à 0 N.m

[pic 7]

[pic 8]

Le courant ne change pas, on peut voir un pique au démarrage à ~21 A caractéristique du démarrage des moteurs à courant continu. Le couple est proportionnel au courant comme sur le graphique ci-dessus.

[pic 9]

La vitesse angulaire  en rad/s diminue avec le frottement ce qui est normale vu que l’effort à combattre est moindre.

1. Visualisation des scénarii : Sans frottement et avec frottement et un couple résistant égale à 3 N.m

[pic 10]

Le courant ne change pas, on peut voir un pique au démarrage à ~21 A caractéristique du démarrage des moteurs à courant continu. A 0.5 seconde la couple résistance s’enclenche ce qui fait augmenter le courant du moteur à courant continu. Idem pour le couple moteur

[pic 11]

La vitesse angulaire  en rad/s diminue avec le frottement ce qui est normale vu que l’effort à combattre est moindre. De plus on constate à 0.5 seconde la diminution non linéaire de la vitesse angulaire.

[pic 12]

Ce sur graphique nous observons bien le couple résistance à 3 N.m à 0.5 seconde.

1.  Schéma bloc BO rampe Force 3 vitesses

[pic 13]

On a modifié la tension d’entrée U par un signal trapézoïdale, d’amplitude 40V, et une durée de 10 secondes donc supérieur au temps d’analyse (1 seconde), par conséquent la valeur ne redescend pas.

On a rajouté une entrée en échelon « Effort FR » à une amplitude de 72 N qui caractérise la force du couple résistant. On le couple avec un gain Kch (31.8*10^-3 m/rad) afin d’avoir un signal en N.m pour le comparer avec le signal « couple moteur CM » aussi en N.m .  En sortie du schéma blocs nous avons rajouté un gain de valeur 30/π afin de visualiser un signal en tr/min et un autre gain « Kch » (ici 1 sur le schéma)  pour visualiser la rotation en m/s.

1.  Courbes rampe force et 3 vitesses avec couple résistant déphasé

[pic 14]

On observe lors de la phase ascendante de la tension une perturbation simultanée du signal du courant et du couple moteur, c’est à  dire une valeur supérieure de 0 entre un temps compris entre 0 et 0.12seconde.

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