1°) Bacf1095 Métropole Septembre
Le groupe convertisseur est constitué d'un transformateur associé à un pont mixte selon le schéma représenté page 3/5. Le convertisseur alimente l'induit du moteur associé en série avec une bobine supposée parfaite de forte inductance.
B1) Quel est le rôle:
a) du transformateur, b) du pont mixte, c) de la bobine ? B2) Étude du transformateur.
Le transformateur supposé parfait comporte 460 spires au primaire et 180 spires au secondaire.
a) Le primaire est alimenté par un réseau 230 V ; 50 Hz. En déduire la valeur efficace U2de la tension au secondaire.
b) Le secondaire débite un courant sinusoïdal de valeur efficace I2 = 100 A. En déduire la valeur efficace l1 du courant dans le primaire.
c) Avec quel appareil pourrait-on mesurer I1? Préciser la position du commutateur AC/DC. Indiquer le branchement sur le document réponse 1.
B3) Étude du pont mixte.
Les diodes et les thyristors sont supposés parfaits. On applique à l'entrée du pont mixte une tension sinusoïdale de valeur efficace U2 = 90 V. Les thyristors ont un angle de retard à l'amorçage θ = π /3 rad.
a) Représenter sur le document réponse 2 la tension u(t) de sortie du pont mixte.
b) Soit Um a x la valeur maximale de u(t), calculer la valeur moyenne Um o y de cette tension. On donne Umoy=Umax
1cos
commutateur AC/DC. Indiquer le branchement sur le document réponse 1.
Bacf1064 Nouvelle Calédonie
Un des moteurs de traction d'une rame de train est alimenté par le réseau alternatif sinusoïdal au moyen d'une chaîne électrotechnique comme indiquée sur la figure 1. On propose d'étudier cette chaîne en trois parties indépendantes : le transformateur, le convertisseur alternatif continu et le moteur de traction.
Partie 1 : Etude du transformateur monophasé (7 points)
1. La plaque signalétique du transformateur porte les indications suivantes : 25 kV / 1,5 kV ; 50 Hz ; Sn =795 kVA.
Calculer pour ce transformateur : 1.1. Le rapport de transformation m.
1.2. La valeur efficace de l'intensité du courant primaire et celle du courant secondaire au régime nominal.
2. L'étude du transformateur a donné :
A vide : U1=25 kV ; U2v =1,5 kV ; I1v=2A ; P1v = 30kW.
En court-circuit : U1cc = 2,5 kV ; I2cc =530 A ; P1cc=20kW.
2.1. Déterminer la valeur nominale des pertes dans le fer.
2.2.Que représente la puissance P1cc ?
3. Dans un essai en charge, ce transformateur débite son intensité nominale dans une charge inductive de facteur de puissance 0,8 sous une tension U2= 1,4 kV.
3.1.Calculer la puissance utile du transformateur.
3.2. En déduire la puissance absorbée par le transformateur.
3.3. Calculer le rendement du transformateur.
Partie 2 : Étude du convertisseur alternatif continu(6 points) Le pont mixte (voir figure 2 ci-dessous) est réalisé au moyen de diodes et de thyristors supposés parfaits.
La commande des thyristors est synchronisée sur la tension u2(t) = U2
2 sint=U2
2sinOn donne : U2=1,4 kV et f = 50 Hz
Le thyristor 1 est amorcé pendant la première demi-période de u2. Le thyristor 2 est amorcé pendant la deuxième demi-période de u2.
1. La charge du pont est constituée d'un moteur à courant continu en série avec une bobine idéale d'inductance L. On désigne par γ l'angle de retard à l'amorçage et on donne : γ = π/4 rad.
1.1.Quelle est la période T de u2(t) ?
1.2. Sur la figure 1 du document réponse, graduer les axes en temps et en angle.
1.3. Quel est le rôle de la bobine idéale ?
1.4. Indiquer sur la figure 1 du document réponse les éléments conducteurs pour chaque phase de fonctionnement pendant une période de u2 et tracer up(t).
2. La valeur moyenne de la tension délivrée par le pont est donnée par la formule :
〈up〉=U2
2 1cos
2.1. Parmi les trois voltmètres disponibles, encadrer sur la figure 2 du document réponse le type d'appareil utilisé pour mesurer la valeur moyenne de up. 2.2. Calculer < up> pour γ = 0 ; γ = π / 3 ; ψ = π / 2
2.3.Comment la valeur moyenne <up> évolue-t-elle quand γaugmente ? Figure 1 (partie 2 question 1.2 et 1.4)
Figure 2 (partie 2 question 2.1.)
d) Voltmètre magnétoélectrique de calibre 2kV sur la position AC.
e) Voltmètre numérique de calibre 2kV sur la position AC+DC.
f) Voltmètre numérique de calibre 2kV sur la position DC.
BACF1061 Métropole
Le chargeur est alimenté par une tension sinusoïdale ul fournie par le réseau EDF (230 V ; 50 Hz) (voir figure 1 du document réponse n°1).
B.1) Quel est le nom du bloc 1 ?
B.2) Donner la fonction et le nom du bloc 2.
B.3) Les impulsions de gâchettes sont représentées sur la figure 2 du document réponse n°1 On considère que les diodes et les thyristors sont parfaits.
B.3.1) Parmi les composants suivants (Th1 ; Th2 ; D1 ; D2), indiquer sur la figure 3 du document réponse n°2 ceux qui sont passants pour chaque intervalle de temps.
B.3.2) θo désigne l'angle de retard à l'amorçage. Déterminer sa valeur dans ce cas de figure.
B.4) Le courant ic(t) est parfaitement lissé, son intensité vaut 100 A.
B.4.1) Quel est le composant permettant de réaliser cela ? B.4.2) Tracer ic(t) sur la figure 2 du document réponse n°1 B. 5)
B.5.1) Tracer uc(t) sur la figure 2 du document réponse n°1
B.5.2) Quel est le paramètre à modifier pour régler la valeur moyenne de la tension uc?
