Entrainement À Vitesse Variable I [PDF]

Zitiervorschau

Entraînement à vitesse variable

M. OUASSAID

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A.U: 2009/2010

Sommaire

1. Généralités 2. Objectifs du cours 3. Exigences des entraînements à vitesse variable 4. Les différents types d’entraînements électriques

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Entraînement à vitesse variable

1. Généralités

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Définition: Les entraînements peuvent être définis comme étant des dispositifs techniques permettant de mettre en mouvement des masses, i.e. de produire des forces et des couples mécaniques. Classification: ƒLes entraînements non-réglés: aucun contrôle direct du mouvement n'est effectué (commandé en boucle ouverte). Exemple: par moteur pas‐à‐pas. ƒLes entraînements réglés: le mouvement effectif est supervisé, continuellement ou par intermittence, pendant son déroulement (commande en boucle fermée). M. OUASSAID

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Les entraînements réglés offrent la possibilité de fonctionner dans une large gamme de vitesses. Nécessité des moyens de contrôle plus élaboré;

Ils sont désignés par entraînements à vitesse variable.

ƒ

Les entraînements à vitesse variable occupent une place importante dans de nombreux secteurs industriels.

ƒ

Les progrès important réalisés dans les domaines de l'Electronique de Puissance et de la Commande Numérique ont permis depuis peu l'essor des variateurs de vitesse de plus en plus performants. M. OUASSAID

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Les applications des entraînements à vitesse variable Elles sont aussi nombreuses et importantes. -- les machines-outils (tours, perceuses, fraiseuses…, -- les machines textiles (machines à coudre, à tisser, à tricoter), -- les machines d'imprimerie (centres d'impression de journaux, impression de billets de banque), -- les machines d'emballage, de mise sous pli. -- les machines d'assemblage, -- les robots (soudage, peinture, vissage, assemblage), -- les laminoirs, -- les chaînes de montage (convoyage, assemblage, vissage), -- les chaînes de production de tous types -- l'aéronautique et le spatial, -- l'automobile… M. OUASSAID

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1. Généralités 2. Objectifs du cours

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Objectifs du cours

ƒ Introduction des bases des EE à vitesse variable. ƒ Éléments constitutifs d'un entraînement électrique réglé. ƒ Les problèmes du dimensionnement, de la régulation de

position/vitesse/couple.

ƒ

Présentation et comparaison des différents types d'entraînements électriques (MCC, MAS, MS) ;

ƒ ƒ ƒ

Fonctionnement à vitesse variable ; Exigences sur le système mécanique et performances dynamiques; Dimensionnement d'un entraînement électrique: ƒ Choix du type de moteur ; ƒ Choix du type de la transmission (réducteur, directe). ƒ Choix du variateur

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1. Généralités 2. Objectifs du cours 3. Exigences des entraînements à vitesse variable

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Exigences des entraînements à vitesse variable La forte concurrence internationale, exigeant une productivité toujours accrue, et les besoins de l'utilisateur ou du concepteur des machines ont évolué. Ainsi plusieurs exigences interviennent quasisystématique, comme :

ƒ

la flexibilité de la configuration de la machine, autorisant par exemple le changement au vol, "on line" du type de production ("one piece flow"), à mettre en relation avec la "production à la demande", le "just in time" et le "zero stock" ;

ƒ

la possibilité de faire des démarrages et arrêts contrôlés (vitesse et position);

ƒ Des

arrêts d'urgence contrôlés en cas de défectuosité d'un des moteurs d'entraînements ou de chute du réseau d'alimentation ;

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Exigences des entraînements à vitesse variable

ƒ

la modification de la cadence de travail (fonctionnement à plusieurs vitesses);

ƒ

de meilleures performances dynamiques (démarrage, freinage) ;

ƒ

un rendement énergétique amélioré, approchant l'optimum;

ƒ

la conformité aux normes (sécurité, bruits, etc) ;

ƒ

un entretien réduit ;

ƒ

une fiabilité et sécurité de fonctionnement accrues ;

ƒ

l'augmentation des cadences de travail ainsi que de la précision.

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Exigences des entraînements à vitesse variable

ƒPour des raisons de performances: •en asservissement de correspondance (poursuite consigne) •en régulation de maintien (lutte contre

de les

perturbations),

ƒEt pour des raisons de sécurité de fonctionnement (contrôle du

courant et donc de l'échauffement du moteur),

il est impératif d'avoir la maîtrise du couple produit par l'entraînement.

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Exigences des entraînements à vitesse variable Allures typiques des couples nécessaires à l'entraînement de diverses charges.

Couple Cr Levage : Cr=cste

k Machines outils :  Cr = Ω

2 Ventilation : Cr = k × Ω

Traction et broche Vitesse Ω

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Exigences des entraînements à vitesse variable En général, l'entraînement peut accélérer ou freiner la charge quel que soit le signe de sa vitesse. En conséquence, il y a quatre quadrants de fonctionnement dans le diagramme couple-vitesse. En mode frein, l'entraînement absorbe de la puissance mécanique. Elle est :

ƒ dissipée thermiquement, ƒ transmise directement aux autres axes de l'installation,

ƒ ou renvoyée au réseau d'alimentation.

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1. Généralités 2. Objectifs du cours 3. Exigences des entraînements à vitesse variable 4. Les différents types d’entraînements électriques

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Les différents types d’entraînements électriques à vitesse variable

Variation de la vitesse Variation de la vitesse

Moteur  Moteur  Asynchrone Asynchrone

Commande  Commande  Scalaire en  Scalaire en  U/f=Cst U/f=Cst MLI MLI

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Moteur  Moteur  Synchrone Synchrone

Commande  Commande  Commande   Commande   Vectorielle Vectorielle Autopilotage Autopilotage MLI MLI MLI MLI

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Moteur Moteur Pas à Pas à Pas Pas

Moteur à Moteur à Courant  Courant  Continu Continu

Hacheur Hacheur Translateur Translateur

Redresseur  Redresseur  Commandé Commandé

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Comparaison des performances des actionneurs rotatifs.

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Comparaison des performances des actionneurs rotatifs.

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Entraînement à vitesse variable

Comparaison des performances en vitesse des solutions existantes

Comparaison des performances en vitesse

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Entraînement à vitesse variable

Comparaison des performances en vitesse des solutions existantes

Comparaison des performances en couple

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