%% Groupe électrogène

% Max Chevron et André Hodder - v09
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%% Préambule
% L'exercice sur l'alternateur de voiture considérait l'alternateur comme idéal.
% Ici nous allons modélisé le système complet machine synchrone et charge.
% Le but final étant de comprendre comment garantir une tension de 230V/50Hz aux bornes de la génératrice synchrone pour une charge variable.
%% Exercice
%
%
% Un groupe électrogène est constitué d'un moteur diesel fonctionnant à vitesse constante et d'une génératrice synchrone triphasée.
% Imaginons ici que le groupe électrogène alimente un food truck de l'EPFL, avec une alimentation standard de 230V et 50Hz. La charge (ici représentée par les plaques de cuisson du food truck) a une impédence variable en fonction.
% Equations de base:
% U_{i} = k_{If}I
% _f\Omega
% \underline{U_{i}} = -\underline{Z_{tot}} \underline{{I}}
% \underline{Z_{tot}} = R_{ch} +  jX_{d}
% P_{mec} =P_{em}=\Omega T_ {em}=3U_{ph}I_{ph}cos\phi=P_{el}
% Paramètres de la machine synchrone:
% Résistances négligées

p = 2;      % [-] Nombre de paire de poles
Ld = 0.032; % [H] Inductance du stator
kif = 0.3;  % [Vs/radA] Coefficient kif

%
% Question 1:
% A quelle vitesse en tr/min doit tourner le groupe électrogène pour garantir une fréquence de sortie au stator de 50Hz ?

disp('--- Question 1 ---')

%
% Question 2:
% Le courant d'excitation de la machine synchrone est fixé à 5A.
% L'heure de midi est arrivée, les étudiants arrivent et le cuisinier allume toutes ses plaques de cuisson à fond. Cela peut être modélisé par une résistance Rch de 20 Ohm.
% Quel couple et quelle puissance le moteur diesel doit-il fournir afin de garantir 50Hz pour cette charge et ce courant d'excitation  ?

disp('--- Question 2 ---')

%
% Question 2.1:
% La demande de plats varie avec le temps et ainsi l'utilisation des plaques de cuissons également.
% Montrez graphiquement la relation entre la résistance de charge (Rch) variant de 20 à 250 Ohm et le couple électromagnétique (Tem), pour maintenir la fréquence à 50Hz.

disp('--- Question 2.1 ---')

% % Graphiques
% figure
% plot(Rch, -Tem)
% grid on
% xlim([0 inf])
% ylim([0 max(-Tem)*1.1])
% xlabel('R{ch} [Ohm]')
% ylabel('-T{em} [Nm]')
% title('Couple vs charge pour maintenir f = 50Hz')
% 
% figure
% plot(Rch, -Pem)
% grid on
% xlim([0 inf])
% ylim([0 max(-Pem)*1.1])
% xlabel('R{ch} [Ohm]')
% ylabel('-P{em} [W]')
% title('Puissance vs charge pour maintenir f = 50Hz')

%
% Question 2.2:
% Montrez graphiquement comment évolue la tension en fonction de la charge

disp('--- Question 2.2 ---')

% figure
% plot(Rch, abs(U_cmpx))
% grid on
% xlim([0 inf])
% ylim([0 max(abs(U_cmpx))*1.1])
% xlabel('R{ch} [Ohm]')
% ylabel('U [V]')
% title('Tension vs charge')
% 
% % Zoom
% figure
% plot(Rch, abs(U_cmpx))
% grid on
% xlabel('R{ch} [Ohm]')
% ylabel('U [V]')
% title('Tension vs charge')

%
% Question 3:
% En repartant de la Question 2 (Rch = 20 Ohm, f = 50 Hz), quel courant d'excitation faut-il appliquer pour avoir une tension de  230V ?Que devient la valeur du couple ? et de la puissance ?

disp('--- Question 3 ---')
%If = 10

%
% Question 3.1:
% Montrez graphiquement la relation entre le courant d'excitaiton If et la charge Rch pour maintenir U à 230 V, lorsque la Résistance de charge varie de 20 à 250 Ohm.
% Montrez également la conséquence sur le couple et la puissance.
%

disp('--- Question 3.1 ---')


% % Graphiques
% figure
% plot(Rch,If)  
% grid on
% xlim([0 inf])
% ylim([0 max(If)*1.1])
% xlabel('R{ch} [Ohm]')
% ylabel('If [A]')
% title("Courant d'excitation vs charge pour maintenir U = 230V")
% 
% figure
% plot(Rch,-Tem)  
% grid on
% xlim([0 inf])
% ylim([0 max(-Tem)*1.1])
% xlabel('R{ch} [Ohm]')
% ylabel('-T{em} [Nm]')
% title("Couple vs charge avec U = 230V")
% 
% figure
% plot(Rch,-Pem)  
% grid on
% xlim([0 inf])
% ylim([0 max(-Pem)*1.1])
% xlabel('R{ch} [Ohm]')
% ylabel('-P{em} [W]')
% title("Puissance vs charge avec U = 230V")