TP N 6
Commande de machines
Onduleur
Moteur asynchrone
Objectifs :
Mettre en Suvre une structure comportant un onduleur et un moteur
asynchrone.
Visualiser et analyser les oscillogrammes de tensions et courants dans un
circuit onduleur et charge.
Comparer deux commandes d'onduleur (adjacente et M.L.I).
Commander en vitesse un moteur asynchrone par onduleur.
Mettre en vidence la n cessit de commande U/f constant avec compensation.
Etudier le comportement de l'ensemble onduleur - moteur.
Lire et suivre les instructions d'une notice technique.
Mat riels utilis s :
Redresseur - commutateur de tension universel 3x230 V (convertisseur) 735
295.
Entr e/sortie redresseur - commutateur de tension universel (Entr e/Sortie
convertisseur).
Unit de raccordement monophas , 230 V,10 A.
Unit de commande de caract ristique PWM (MLI).
Ampli s parateur4 canaux.
Indicateur vectoriel.
Deux appareils de mesure Voltm tre - Amp rem tre.
Oscilloscope bicourbes
Sondes de tension
Sonde de courant
Moteur asynchrone 230/400 V 0.3 kW
Tachym tre num rique main
Manipulation
I- C blage de base
C blez le montage de base (figure 1) en suivant la disposition de l'annexe 1.
V
A
Ampli s parateur
Figure 1 : Circuit de base - onduleur
MAS
Proc dez comme suit :
L'alimentation par le r seau du convertisseur avec l'unit de raccordement au secteur.
Le convertisseur avec l'Entr e/Sortie ( l'aide d'un connecteur DB25).
L'Entr e/Sortie avec l'unit de commande ( l'aide d'un connecteur DB25 plat).
Les sorties du convertisseur PH1, PH2 avec les entr es du moteur U1, V1.
L'instrument de mesure 2 servant d'Amp rem tre (RMS,AC) avec PH3 du
convertisseur et W1 du moteur pour mesurer le courant en ligne IL.
L'instrument de mesure 1 servant de Voltm tre (AV,AC+DC,1kV) avec +Uz et
-Uz convertisseur pour le contr le de la tension d'alimentation Uz de l'onduleur triphas .
Les douilles (vM>) du convertisseur avec les douilles correspondantes du moteur.
Tous les raccords des conducteurs de protection lectrique sont raccorder entre eux.
C blez l'ampli-s parateur quatre canaux de la mani re suivante :
PH1 avec UA.
PH2 avec UB.
PH3 avec UC.
Pontez OA - OB - OC.
R glez la sensibilit de tous les canaux sur : 1/100.
NB! Le circuit du moteur est encore incomplet si bien que le convertisseur est tout
d'abord activ en marche vide.
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II - Etude du convertisseur pour divers modes de modulation.
II- 1- Commande par onde purement rectangulaire (adjacente)
II- 1- a- R glages :
Pour obtenir un syst me triphas sym trique l'aide de l'unit de commande dans le type de
modulation "modulation par cr neaux", proc dez comme suit :
Mettre le convertisseur en service avec l'unit de commande PWM. Il est ici important de
proc der dans l'ordre suivant :
1. l'interrupteur de puissance = unit de raccordement au secteur du convertisseur 726 71,
2. l'interrupteur de l' lectronique du convertisseur.
R sultats : apr s une br ve phase de test au cours de laquelle tous les segments de
l'affichage et tous les LEDs sont allum es, il appara t sur l'affichage la premi re des
17 lignes : "U0" et en dessous, les modes d'entr e (Refrence input mode) -10 V &
+10 V.
R glages de base de l'unit de commande : Entrez les donn es suivantes avec les boutons
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poussoirs et contr les les valeurs pr r gl es :
1. Entrez le mode d'entr e "manuel" par le biais du bouton poussoir 2a aux boutons
poussoirs 2e ou 2f pour changer les valeurs.
2. Par le biais du bouton poussoir de l'affichage 1a, faites les r glages suivants:
UNOM
Ligne 0 :
fNOM
Ligne 2 :
fLIM
Ligne 5 :
I*R
Ligne 8 :
USTART
Ligne 9 :
Ligne b :
MODUL
Ligne F ou Ligne 3 : fM ou fRef
= 230 V (tension nominale)
= 50 Hz (fr quence nominale)
= 100 Hz.
= 0 V.
= 0 V.
= 42 (modulation par cr neaux demi f)
= 83 Hz.
R glez l'ampli s parateur comme suit :
1. OA, OB, OC r gl s sur -Uz.
2. Les 3 canaux sont visualis s sur l'oscilloscope en mode multiplex : Multiplexeurs A, B
, C "ON", amplitude 1
3. R glez le commutateur ((23)) sur MULTIPLEXER.
4. Reliez la sortie Y vers l'oscilloscope
5. R glez Y-POS de fa on ce que les canaux A, B et C, soit les tensions u1, u2 et u3,
soient affich s de haut en bas sur l' cran. (sur trois niveaux).
R glez l'oscilloscope
Entr e Y
Temps
D clenchement
: CC, 2 V / div
: 2 ms / div
: externe (sortie TRIG de l'unit de commande par rapport
AGND)
II- 1- b- Relev des courbes :
Visualisez a l'oscilloscope les trois tensions de sortie du convertisseur par rapport au p le
n gatif de la tension du circuit interm diaire -Uz : u1, u2, u3.
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R ajustez la fr quence sur l'unit de commande jusqu' ce qu'une p riode s' l ve le plus
exactement possible 6 DIV, soit 12 ms.
Observez et relevez l'oscillogramme, sur document repense 1-a, commentez les d phasages
entre les tensions.
Diminuez la fr quence jusqu' apparition de l'affichage " F - 86 " la place de l'ancien
affichage " F 86 ", et observez nouveau l'oscilloscope. Relevez, sur document repense 1-b,
et commentez les oscillogrammes.
Tracez le diagramme vectoriel du vecteur flux.
R glez l'ampli s parateur comme suit ::
1. Commutez l'ampli s parateur dans le mode SPACE VECTOR INDICATOR
(Indicateur vectoriel). Il y a maintenant le signal X et le signal Y, disponibles aux
douilles BNC ((22)) et ((24)) pour le vecteur flux..
2. Appliquez le signal X l'entr e CH1 de l'oscilloscope.
3. Appliquez le signal Y l'entr e CH2 de l'oscilloscope.
R glez l'oscilloscope :
Mode
Entr e Y : CC, 1 V/div.
Entr e X : CC, 1 V/div.
: X-Y.
Observez et relevez, sur document repense 1-c, le vecteur flux sur l'oscilloscope tout en
augmentant lentement la fr quence du convertisseur de 50 100 Hz..
Commentez.
Visualisez le courant dans le moteur. Proc dez comme suit :
Reliez le courant i1 du moteur de la phase 1 de la douille I1 de l'Entr e/Sortie par rapport
AGND sur Ch1 de l'oscilloscope.
Pour visualisez la tension toil e :
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R glez l'ampli s parateur : r glez le canal D sur
: L1N (A,B,C)
: Off.
Math. Function
Filtre
Reliez le canal D sur Ch2 de l'oscilloscope.
R glez l'oscilloscope :
Ch1
Ch2
Temps
D clenchement
: 0.5 V / dv
: 1 V / div
: 5 ms / div
: externe, par TRIG de l'unit de commande
Observez et relevez, sur document repense 1, le courant et la tension toil e pour diff rente
fr quences (ex : fM = 33 Hz ; fM = 50 Hz ; fM = 67 Hz). Interpr tez.
Conclure.
II-2- Commande de largeur dimpulsion (MLI ou PWM)
L'unit de commande est maintenant r gl e sur M.L.I (ligne b: MODUL = 11).
Comparez le fonctionnement du convertisseur en cas de modulation rectangulaire, mode b = 42 de
lunit de commande PWM, et en cas de modulation de largeur dimpulsion (modul e
sinuso dalement), mode b = 11.
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Visualisez l'oscilloscope les trois tensions de sortie du convertisseur par rapport au p le
n gatif de la tension du circuit interm diaire -Uz : u1, u2, u3. Afin d'obtenir une image stable,
observez les trois tensions une une.
Reliez le canal A de l'ampli s parateur (u1) l'entr e Ch1 de l'oscilloscope ( la place de la
sortie Y MUX). Refaire le m me travail pour u2 et u3.
Observez et relevez, sans filtre, l'oscillogramme pour f = 40 Hz, sur document repense 2-a,
commentez.
Utilisez le filtre 1 KHz de l'ampli s parateur
1. Appliquez " la tension u1 entre les points PH1 et -Uz aussi au canal E.
2. R glez le canal E sur
3. R glez le canal D sur
4. Filtre
5. Visualisez le canal D sur l'oscilloscope.
: 1/100.
: MATH.FUNCTION: E.
: 1 kHz.
Observez et relevez l'oscillogramme pour f = 40 Hz, sur document repense 2-b, commentez.
Tracez le diagramme vectoriel du vecteur flux.
R glez l'ampli s parateur comme suit :
1. Commutez
l'ampli s parateur dans
le mode SPACE VECTOR INDICATOR
(Indicateur vectoriel).
2. Appliquez le signal X l'entr e Ch1 et Y l'entr e Ch2 de l'oscilloscope.
R glez l'oscilloscope :
Entr e Ch2
Entr e Ch1
Mode
: CC, 1 V/div.
: CC, 1 V/div.
: X-Y.
Observez et relevez, sur document repense 2-c, le vecteur flux sur l'oscilloscope pour une
fr quence fM = 15 Hz.
Observer le vecteur flux sur l'oscilloscope tout en augmentant lentement la fr quence du
convertisseur de 15 50 Hz. Conclure.
Visualisez le courant dans le moteur.
Reliez le courant i1 du moteur de la phase 1 de la douille I1 de l'Entr e/Sortie par rapport
AGND sur Ch1 de l'oscilloscope.
Pour visualisez la tension toil e :
R glez l'ampli s parateur : r glez le canal D sur
: L1N (A,B,C)
: 1 kHz.
Math. Function
Filtre
Reliez le canal D sur Ch2 de l'oscilloscope.
R glez l'oscilloscope :
Publicité
Ch1
Ch2
Temps
D clenchement
: 0.5 V / dv
: 1 V / div
: 5 ms / div
: externe, par TRIG de l'unit de commande
Observez et relevez, sur document repense 2-d, le courant et la tension toil e pour diff rente
fr quences (ex : fM = 33 Hz ; fM = 50 Hz ; fM = 65 Hz). Interpr tez.
Comparez avec la commande pr c dante et conclure.
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III - Convertisseur et moteur.
III- 1 - U/f constante lin aire
Mesurez le courant vide du moteur (courant magn tisant) et la vitesse du moteur vide en
fonction de la fr quence.
R glez l'unit de commande :
Ligne 0 - UNOM
Ligne 2 - fNOM
Ligne 5 - fLIM
Ligne 8 - I*R
Ligne 9 - Ustart
Ligne b - MODUL
= 230 V
= 50Hz
= 100 Hz
= 0 V
= 0V
= 21
Variez la fr quence fREF, mesurez le courant IL0 et la vitesse N0 du moteur, compl tez le tableau et
tracez les caract ristiques IL0(fM) et N0(fM), sur document r ponse 3. Interpr tez.
III- 2 - Am lioration de la commande U/f constante
Afin d'atteindre le plein flux basse fr quence malgr la chute de tension ohmique ( vide et
faible fr quence), la tension doit tre augment e par rapport la caract ristique U/f lin aire, d'une
valeur correspondante cette chute (Ustart). De m me une compensation de la chute ohmique en
charge doit tre pr vue R*I.
Calculez la chute de tension la r sistance du stator de la machine pour le courant vide
nominal .
Mesurez le courant vide du moteur (courant magn tisant) et la vitesse du moteur vide en
fonction de la fr quence.
R glez l'unit de commande :
Ligne 0 - UNOM
Ligne 1 - INOM
Ligne 2 - fNOM
Ligne 5 - fLIM
Ligne 8 - I*R
Ligne 9 - USTART
Ligne b - MODUL
Ligne c - IMAGN
= 230 V
= 1.05 A
= 50 Hz
= 120 Hz
= 10 V
= 13 V
= 21
= 0.95 A
Variez la fr quence fREF, mesurez le courant IL0 et la vitesse N0 du moteur, compl tez le
tableau et tracez les caract ristiques IL0(fM) et N0(fM), sur document r ponse 4.
Interpr tez.
IV- CONCLUSIONS
Conclure sur toutes les manipulations effectu es sous forme de r capitulation comparative entre les
diff rents types de commandes tudi es.
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II- 1 Modulation rectangulaire
Document r ponse 1-a
Document r ponse 1-b
Document r ponse 1-c
Document r ponse 1-d
(33 Hz)
Publicité
Document r ponse 1-d
(50 Hz)
Document r ponse 1-d
(67 Hz)
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II- 2 Modulation M.L.I
Document r ponse 2-a
Document r ponse 2-b
Document r ponse 2-c
Document r ponse 2-d
(33 Hz)
Document r ponse 2-d
(50 Hz)
Document r ponse 2-d
(67 Hz)
Commande de machines
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III- 1 - U/f constante lin aire (document r ponse 3)
10
15
20
30
40
45
50
55
60
70
80
90
100
fM
(HZ)
IL0
(A)
N0
(tr/min)
III- 2 - Am lioration de la commande U/f constante (document r ponse 4)
5
10
15
20
30
40
45
50
55
60
70
80
90 100 110 120
fM
(HZ)
IL0
(A)
N0
(tr/min)
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Disposition du mat riel
Annexe 1 (TP N 6)
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Unit de commande
Annexe 2 (TP N 6)
Commande de machines
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