Dans le cadre de leur projet de recherche technologique (PRT), Valentin Gross et Corentin Krieger devaient finaliser l’étude et la mise en place d’un travail pratique (TP) réalisable à distance. Le but étant que les élèves puissent réaliser un TP complet (manipulations/tests) depuis chez soi. Ce projet prend encore plus de sens avec la crise sanitaire mondiale qui a débutée il y a presque un an en France.

Projet de 5e année, une série hebdomadaire d’articles écrit par les étudiants en conclusion de leur travaux. [5/5]

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Pour cela, nous avons récupéré le travail réalisé par plusieurs groupes d’élèves en FIP-GE (génie électrique par alternance) sur une maquette depuis plusieurs années.

Cette maquette est composée d’un variateur, d’un moteur, d’un générateur, d’une charge résistive, d’une carte Raspberry PI, d’un système de mesures (BitScope) et d’un système de protection.

Un serveur web est également disponible pour gérer la maquette à distance.

Nos objectifs sur ce projet étaient les suivants :

• résoudre tous les problèmes rencontrés par les groupes d’élèves précédents
• revoir/améliorer le câblage
• ajouter une charge capacitive

Ce projet a été réalisé en collaboration avec deux élèves de GE5 (5e année génie électrique). Ils se sont occupés de la partie commande alors que nous nous sommes occupés de la partie puissance.

Comprendre, analyser et résoudre les différents problèmes de la maquette

Nous avons tout d’abord corrigé le câblage ainsi que le code lié aux contacteurs afin qu’ils s’enclenchent correctement. Ceci afin que l’utilisateur puisse choisir le rapport de charge résistive pour son test.

Nous avons ensuite mesuré le point d’amorçage de l’alternateur. On remarque avec les mesures que nous avons effectuées, qu’il se met en marche à environ 1800 tr/min. Avant cela, il ne génère aucune tension. Il va donc falloir faire tourner le moteur à cette vitesse au minimum pour pouvoir utiliser le projet.

Un problème de courant de fuite à la terre a aussi été détecté pendant nos essais. En effet, les variateurs de vitesses sont connus pour avoir des courants de fuites à la terre susceptibles de perturber les installations et surtout les appareils différentiels. C’est pourquoi nous avons décidé, après plusieurs essais et recherches, de remplacer notre système de protection différentiel par un appareil différentiel type B qui est spécialement utilisé et conçu pour l’utilisation d’un variateur de vitesse.

Finalement, le câblage a été totalement revu afin de le rendre plus compréhensible et surtout plus professionnel. Nous avant aussi complété les schémas de câblage pour avoir une documentation complète.

Ajout d’une charge capacitive

Le but est de pouvoir étudier le comportement du bloc moteur générateur avec des charges capacitives. Nous nous sommes occupés de faire l’étude, et la conception de la charge capacitive.

Étape 1 : l’étude
Nous avions besoin d’une charge capacitive de 4kVar qui se commande à distance comme la charge résistive déjà présente dans la maquette. Pour ce faire nous avons commandé les capacités nécessaires ainsi que les contacteurs pour gérer l’ensemble et le choix des charges via notre serveur web.

Étape 2 : la conception
Une fois tous les éléments réunis : câbles, capacités, contacteurs, coffret électrique ou encore la grille de fixation, nous avons pu mettre en place tous ces éléments pour créer la charge capacitive dirigée via notre carte Raspberry Pi.

Voici la grille (capacités et contacteurs) ainsi que l’armoire électrique que nous avons choisies.

un tp 100% à distance

Tout cela réuni fait qu’un élève peut à présent réaliser à 100% un travail pratique à distance tout en restant chez lui. Grâce au travail réalisé sur la partie commande par les élèves de GE5 ainsi que le nôtre, la maquette est fonctionnelle.

Ceci est peut-être une solution immédiate et utile pour limiter les contacts (dans la crise sanitaire actuelle) tout en permettant de travailler correctement.

Texte : Valentin Gross et Corentin Krieger