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Depuis plusieurs années, la qualité de l'air n'a cessé de se dégrader, principalement en milieu urbain. L'industrie automobile a dû s'adapter à ces nouvelles contraintes en promouvant le véhicule électrique et plus récemment en développant la gamme des scooters électriques. étude énergétique (3 points) Pour permettre au scooter de fonctionner dans de bonnes conditions, le moteur devra fournir, en charge nominale, une puissance utile minimale de 1 000 W à 4 300 tr/min sur terrain plat. On se propose de vérifier cette exigence et de calculer l'autonomie du scooter.
étude du système motorisé (6 points) Le moteur d'entraînement utilisé est un moteur à courant continu à excitation indépendante et à flux constant. II possède les caractéristiques nominales suivantes : Tension d'alimentation de l'induit : UN = 18 V ; Intensité du courant dans l'induit : IN = 100 A ; fréquence de rotation : nN = 4 300 tr.min-1 ; Résistance de l'induit : R = 5 mW .
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puissance de la force motrice : Pu= force (N)* vitesse (m/s)= 80*12,5 = 1000 W. Donc Pu est conforme aux exigences. I = 100 A donc la batterie peut fournir 100 A pendant 1 heure, à VSC = 45 km/h le scooter parcourt 45 km. énergie fournie par le chargeur : W = U I
t = 21 *50*2 = 2,1 kW.h.
EN = UN - RIN = 18 - 5*10-3 * 100 = 17,5 V. E = KF W : K dépend de la machine, K est constant et le flux F dans la machine est constant, donc KF est constant. E = kW. Pa = UNIN = 18 * 100 = 1800 W. Pj = RI2N = 5 *10-3 x 1002 = 50 W. Pem = ENIN = 17,5 *100 = 1750 W. Pu = Pem - pc = 1 750 - 125 = 1625 W. h =Pu / ( Pa +Pind ) = 1625 / (1800+90) = 0,86.
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Depuis plusieurs années, la qualité de l'air n'a cessé de se dégrader, principalement en milieu urbain. L'industrie automobile a du s'adapter à ces nouvelles contraintes en promouvant le véhicule électrique et plus récemment en développant la gamme des scooters électriques. Etude du variateur électronique de vitesse : (11 points) Pour l'alimentation de l'induit du moteur à courant continu (MCC), la structure du variateur retenue par le constructeur est un hacheur série représenté ci-dessous :
Celui-ci est constitué : d'un interrupteur électronique H commandé de la manière suivante : · H fermé de 0 à a T · H ouvert de a T à T Avec a: rapport cyclique variable (0 < a < 1) et T : période de fonctionnement du hacheur ; d'une batterie d'accumulateurs de tension nominale UB = 18 V ; d'une diode de roue libre DRL supposée idéale ; d'une bobine de lissage d'inductance L suffisamment élevée pour obtenir un courant i = I = constant.
corrigé Le hacheur série est un convertisseur continu-alternatif. Sachant que rv est une résistance de visualisation de faible valeur, sa chute de tension est négligeable. T= 1 / f = 1/20 103 = 50 ms. < uC > = (A1+A2) / T = (uB*aT+0) /T = uB*a = 18*0,4 = 7,2 V. On peut mesurer
la valeur moyenne à l'aide d'un voltmètre numérique ou
magnétoélectrique sur la position DC.
On passe par les valeurs moyennes : <uC> = <uL> + <uM> La valeur moyenne de la tension aux bornes d'une bobine idéale est nulle : <uL> = 0 donc <uC> = <uM> Si <uC> = <uM> alors uB*a = 0,004 n donc n = uB*a / 0,004 =18 / 0,004 = 4500 a. Soit VSC = 0,01 n et n= 4500 a donc VSC = 0,01*4500 a = 45 a. Or 0 < a < 1 donc la vitesse est maximale lorsque a =1 d'où VSC = 45*1 = 45 km h-1.
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