Aurélie 19/10/11
 

 

    Les véhicules hybrides : BTS AVA expert 2011.

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Le recours au moteur électrique en complément du moteur thermique permet d'augmenter le rendement global du véhicule  et donc permet des économies de carburant et la limitation des rejets de gaz à effet de serre. Le moteur utilisé par le véhicule est un moteur synchrone triphasé. Au cours d'un essai sur le banc de ce moteur seul, on relève le couple utile et la fréquence de rotation. La mesure du couple est effectuée avec un couplemètre numérique :
- Calibre 1000 N m ; précision 0,5 % du calibre.
La valeur lue sur le couplemètre au cours de l'essai est : 338,4 Nm.
Calculer l'incertitude absolue qui entache cette mesure.
Précision : 1000 *0,5 /100 = 5 Nm.
En déduire l'incertitude relative.
Précision / valeur lue = 5 / 338,4 =1,48 10-2 ~1,5 10-2 ( 1,5 %).
Le couplemètre mesure le moment du couple par l'intermédiaire d'un pont de jauge placé sur un axe de torsion. On donne le schéma équivalent au pont de jauge. La résistance de deux des jauges d'extensiométrie qui composent le pont augmente avec M le moment du couple appliqué sur l'axe de torsion et suit la relation R = R0+kM.
La résistance de deux autres jauges diminue avec M en suivant la relation R = R0-kM.

Donner les expressions des tensions VLB et VHB en fonction de R0, k, E et M.
Montrer que la tension Vs est bulle quand le moment du couple M est nul.
Vs = VHL =VHB +VBL =
VHB -VLB ;
Vs =(R0+kM)E / (2R0) -(R0-kM)E / (2R0) = kME/R0.
Vs =0 si M est nul.

On cherche à déterminer le rendement du moteur électrique du véhicule hybride. La fréquence de rotation mesurée est n = 700 tr/min.
Calculer la puissance utile développée par le moteur au cours de cet essai.
n = 700 / 60 =11,67 Hz ( tours /seconde ) ; w = 2 p n = 6,28 *11,67 =73,3 rad/s.
  Pu =Mw =338,4 *73,3  =2,481 104~ 2,5 104 W. (25 kW).
La puissance électrique délivrée par l'alimentation vaut 26,7 kW.
En déduire le rendement de ce moteur pour ce fonctionnement.
24,8 / 26,7 = 0,929 ~0,93 ( 93 %).



Le moteur synchrone est alimenté par la batterie du véhicule via une chaîne de conversion d'énergie électrique représentée.

Comment appelle t-on le convertisseur 2 ? Préciser sa fonction.
L'onduleur  ( convertisseur 2 )
délivre un système triphasé de tensions.
L'oscillogramme de la tension u est représenté. Il est obtenu par l'intermédiaire d'une sonde atténuatrice de tension calibre 1/20.
Déterminer graphiquement la valeur maximale, la période et la fréquence de la tension u.

Fréquence = 1 / période = 1 / 3 10-3 =333,3 ~333 Hz.




Quelle est la fréquence f1 du fondamental de la tension u ?
f1 = 333 Hz.
On a relevé le spectre d'amplitude de la tension u.

Les harmoniques sont représentées sous forme d'un pourcentage de la valeur efficace mesurée ( %EFF).
L'harmonique de rang zéro correspond à la valeur moyenne du signal.
Justifier que cette valeur moyenne est nulle.
La tension u possède une "symétrie" par rapport à l'axe horizontal des temps.
La valeur efficace de la tension u mesurée est 140,9 V. Le pourcentage relevé pour l'harmonique 3 est égal à 30 %.
Déterminer la valeur efficace, la valeur maximale et la fréquence de l'harmonique 3.
Valeur efficace : 140,9 *0,30 =42,3 V ; valeur maximale : 400 *0,30 = 120 V ; fréquence 3f1 = 3*333 ~1000 Hz.

Que peut-on dire des harmoniques de rangs pairs ?
La valeur efficace des harmoniques de rangs pairs est proche de zéro.








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