Série Révision.4ScT

/ 8 BAC technique 2014

GENIE ELECTRIQUE Srie de rvision A.S : 2013 - 2014

Prof : Mr Raouafi Abdallah Niveau : 4me Sc.Technique

Exercice n1: Compteur synchrone modulo 5 base de bascules D et CI74193. 1- Dterminer le nombre de bascules :

..

2- Complter la table de comptage et transitions :

3- Dterminer les Equations et le schma de cblage :

Choisissons des bascules D :

Logigramme :

On donne le CI suivant 74 HC193 : Compteur / dcompteur binaire synchrone.

Etat actuel Etat futur Transitions

(N)10 Q2n Q1

n Q0 n (N)10 Q2

n+1 Q1 n+1 Q0

n+1 T2 T1 T0

0 0 0 0

1

2

3

4

Q1 Q0 Q2 00 01 11 10

0

1

D0 =

Q1 Q0 Q2 00 01 11 10

0

1

D1 =

Q1 Q0 Q2 00 01 11 10

0

1

D2 =

Etat des entres Donnes parallles

Sorties cascade

MR UP DN PL D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 TCU TCD

1 X X X X X X X 0 0 0 0 1 1

0 X X 1 X X X X D0 D1 D2 D3 1 1

0 FM 1 0 X X X X Comptage X X

0 1 FM 0 X X X X Dcomptage X X

- FM : front montant du signal dhorloge. - X : tat indiffrent (0 ou 1).

D0 15

Q0 3

D1 1

Q1 2

D2 10

Q2 6

D3 9

Q3 7

UP 5

TCU 12

DN 4

TCD 13

PL 11

MR 14

74HC193

D0

CLK

Q0 H0

Q0

Q0

S

R

D1

CLK

Q1 H1

Q1

Q1

S

R

D2

CLK

Q2 H2

Q2

Q2

S

R


4- Dduire le modulo maximal de ce circuit : ......

5- Complter le schma de cblage suivant fin de raliser un compteur modulo 6 en utilisant lentre

MR puis lentre PL pour la remise 0.

6- Complter le schma de cblage suivant fin de raliser un compteur modulo 56 en

utilisant lentre MR pour la remise 0 et TCU pour la mise en cascade.

Exercice n2: On dsire commander un moteur Mt par un automate programmable industriel AEG 020 ou par un PIC 16F84A dont le GRAFCET de fonctionnement est donn ci-dessous.

Le GRAFCET dun point de vue systme :

D0 15

Q0 3

D1 1

Q1 2

D2 10

Q2 6

D3 9

Q3 7

UP 5

TCU 12

DN 4

TCD 13

PL 11

MR 14

CI2

74HC193

D0 15

Q0 3

D1 1

Q1 2

D2 10

Q2 6

D3 9

Q3 7

UP 5

TCU 12

DN 4

TCD 13

PL 11

MR 14

CI1

74HC193

D0 15

Q0 3

D1 1

Q1 2

D2 10

Q2 6

D3 9

Q3 7

UP 5

TCU 12

DN 4

TCD 13

PL 11

MR 14

74HC193

D0 15

Q0 3

D1 1

Q1 2

D2 10

Q2 6

D3 9

Q3 7

UP 5

TCU 12

DN 4

TCD 13

PL 11

MR 14

74HC193

marche . b

a.b b

c

t/3/25s

Voyant jaune

Moteur en rotation Voyant vert

Voyant vert

Voyant rouge T = 25s

0

1

2

3


Tableau des affectations entres/sorties :

Sorties Entres

Actionneurs AEG 020 PIC 16F84A Capteurs AEG 020 PIC 16F84A

Les voyants

Rouge Q2 Port A.O a

b

c

I1

I3

I5

Port B.1

Port B.2

Port B.3

Jaune Q4 Port A.1

Vert Q6 Port A.2

Temporisateur T (25s) T3 T3 t /3/25s T3 t3

Moteur Mt Q8 Port A.4 arrt I7 Port B.4

marche I9 Port B.5

1- Traduire le Grafcet PO en un Grafcet cod AEG et en Grafcet cod microcontrleur :

COMMANDE PAR AUTOMATE AEG_020 : 2- Traduire le GRAFCET cod automate en un programme crit en liste dinstructions (IL)

relatives lautomate AEG-020.

Cir Instructions Cir Instructions Cir Instructions Cir Instructions

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.. .. .. ..

.

M1

M2

M3

M4

.

Grafcet cod AEG Grafcet cod PIC


COMMANDE PAR MICRO-CONTROLLEUR (pic 16F84A) : 3- Complter le programme en Mikropascal du GRAFCET dduit prcdemment.

program Moteur_Mt ; Var X0, X1, X2, X3: byte;

// dclaration des variables

Begin X0:=. ; X 1:=. ; X 2:=. ; X 3:=. ; Tris A := $..................................... ; Tris B := %................................... ; Port A.1 := 1;

// initialisation des variables et des sorties

While (1=1) do Begin

// boucle infinie

If ((X3=1) and (..)) then Begin X0:=. ; X3:=. ; End ; // Programmation de ltape X0

If (((X0=1) and (.) and ( ) ) or ((X2=1) and

(..))) then

Begin X1:=... ; X0:=... ; X2:=... ; End ;

// Programmation de ltape X1

if (() and (PortB.1=1) and (.)) then

begin X2:=.. ; // Activation de X2

if (X3=1) or (..) then X2:=. ; End ; // Dsactivation de X2

// Activation de X3

// Dsactivation de X3

If (X0 =1) then PortA.1:= else PortA.1:= ; End ; // affectation voyant jaune

If ((X1=1) or (X2=1)) then .... else .; // affectation voyant vert

If (X3=1) then PortA.0:=. ; else PortA.0:= 0 ; End ; // affectation voyant rouge

.

. // affectation moteur sens de droulement

if (X3=0) then T3:= ; End ; // Dsactivation du

temporisateur T3

if (X3=1) then T3:= begin delay_ms(.) ; T3:= ; End ;

// Activation du

temporisateur T3

. // fin du programme.

Exercice n3: Etude du moteur courant continu Mt2 Soit Mt2 un moteur courant continu aimants permanents qui porte sur sa plaque signaltique les caractristiques nominales suivantes :

Tension dinduit : Un = 200 V;

Intensit du courant dinduit : In = 10 A;

Rsistance dinduit : R = 2 ; Vitesse de rotation : n= 1800 tr / min.

1. Calculer pour le fonctionnement nominal la force contre lectromotrice du moteur E.

..


2. Pourquoi peut-on affirmer que le flux est constant ? Montrer que la f.c..m. peut scrire sous la

forme : E = k.n et calculer la constante k.

...............................

...

3. Montrer que le couple lectromagntique peut scrire sous la forme : Tm = k . I

(Avec k = k / 2 = 3/ = 0,95) ...

...................................

...

...

4. Dduire le couple lectromagntique pour lintensit nominale.

...

5. Dans les conditions nominales :

a- Calculer la puissance absorbe par le moteur.

..

b- Calculer les pertes par effet Joule.

..

c- La puissance utile tant gale 1700 w, calculer alors les pertes collectives.

..

d- Dduire les pertes fer et les pertes mcaniques sachant que sont gaux entre-elles.

..

e- Calculer le rendement du moteur.

..

Exercice n4: on donne les deux montages suivants

A- Etude de montage 1 : (voir figure a)

1. Quel est le rgime de fonctionnement de cet tage damplificateur A1? Justifier.

2. Exprimer i en fonction de R1 et Ve:

3. Exprimer i en fonction de R1, R2 et Vs:

i

i

+15v

Ve Vs

+

-

R2

-15v

R1

A2

i

i

+15v

Ve Vs

-

+

R2

-15v

R1

A1

Figure a Figure b


4. Dduire alors Vs en fonction de R1, R2 et Ve:

5. On pose que R2=3.R1 ; Dduire alors Vs en fonction de Ve et donner son rle:

B- Etude de montage 2 : (voir figure b)

1. Quel est le rgime de fonctionnement de cet tage damplificateur A2? Justifier.

2. Dterminer E-

:

3. Exprimer i en fonction de R1 et E+:

4. Exprimer i en fonction de R2, Vs et E+:

5. Dduire alors E+

en fonction de R1, R2 et Vs:

6. Donner lexpression de : ..

7. Dterminer alors les deux seuils de basculement Vbas et Vhaut (lorsque =0) :

Vbas = ; Vhaut =

8. On prend dans la suite R2=2.R1 ; Calculer les deux seuils de basculement Vbas et Vhaut.

9. Dduire la largeur du cycle dhystrsis v :

10. Complter le tableau ci-dessous :

Signe de Vs (v) Signe de Ve

< 0 Ve >

> 0 Ve <

11. En se rfrant aux questions prcdentes,

a- Dduire lallure de Vs = f() puis Vs = f(Ve).

Ve ; Vs

Vs

Vs

Ve


b- Lorsque Ve(t)=7,5 sin(wt) ; Representer Vs(t) sur le mme graphe que Ve(t) :

Exercice n5: Soit un moteur triphas de 4 ples statorique porte sur sa plaque signaltique les indications suivantes : 230v/400v 50Hz. Lors de mesure avec une charge et laide de deux wattmtres on

trouve : P1=680w et P2=-70w. 1- Sachant que ce moteur est aliment par un secteur triphas quilibr 230V / 400V - 50 Hz.

Quel couplage faut il utiliser ; justifier votre rponse ?

2- Reprsenter les barrettes de couplage sur la plaque bornes ci-contre

3- Sur le schma prcdent, complter le montage permettant la mesure de la puissance absorbe

par la mthode de deux wattmtres.

4- Sachant que les pertes mcaniques Pm et les pertes fer stator Pfs sont supposes gales et constantes ( Pm = Pfs = 65w ) ; Dduire la valeur de pertes constantes.

5- Fonctionnement en charge : Le moteur, fonctionne en rgime nominal sous la tension 400v et tourne cette charge avec une vitesse n=1428 tr/min.

a. Calculer la vitesse du champ tournant ns ainsi le glissement g en % ?

b. Calculer la puissance absorbe Pa

c. Calculer la puissance transmise Ptr et les pertes joules au rotor Pjr (sachant que Pjs=50w) :

d. Calculer la puissance utile Pu.

e. Calculer la valeur du couple utile Tu.

+15v

-15v

Ve(t)

Ve(t) ; Vs(t)

t

Z

X

Y Phase 1

Phase 2

Phase 3


f. Dduire alors le rendement (en %).

6- La caractristique mcanique du couple du moteur Mt ; Tu = f(n) est reprsente sur la figure ci-dessous. Ce moteur entrane une pompe dont le couple rsistant Tr, est donn en fonction de la frquence de rotation par la relation : Tr = 0.02 n avec (Tr en N.m et n en tr/min)

a. Que reprsente le point A ?

b. Que reprsente le point B ?

c. Tracer la droite du couple rsistant Tr en fonction de la frquence de rotation n.

d. Dterminer graphiquement les coordonns du point P ( P est le point dintersection de Tr avec Tu )

Exercice n6: (Etude de la rgulation de la temprature du four) A. BLOC N1 : En se rfrant au schma ci-contre :

1- Calculer la valeur de V1min lorsque e=50C. ..

..

..

2- Calculer la valeur de V1max lorsque e=150C. ..

..

..

B. BLOC N2 : LALI possde une polarisation symtrique comme lindique la figure ci-dessous

1- Complter :

Si V1 > 0 V2 =

Si V1 = 0 V2 =

Si V1 < 0 V2 =

2- On donne V1 tracer la sortie V2 sur le mme graphe :

3- Quel est le nom de ce bloc ?

....

150C 50C

150C 50C

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