Distribution de l’énergie - lycee-ferry- ?· Distribution de l’énergie pneumatique Un vérin est…

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    13-Sep-2018

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  • Distribution de lnergie

    S si Cours

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    1. La fonction DISTRIBUER Lnergie fournie par lalimentation, quelle soit lectrique ou pneumatique, doit tre distribue aux actionneurs du systme. Cette distribution dnergie doit permettre, en fonction des cas :

    - de maitriser prcisment le moment o lnergie est distribue, - de choisir le sens de rotation ou de translation des actionneurs, - de faire varier la vitesse de rotation ou de translation des actionneurs.

    Lnergie fournie par lalimentation, quelle soit dorigine lectrique ou pneumatique doit tre distribue aux diffrents actionneurs du systme. Deux possibilits peuvent alors tre envisages : Distribution en tout ou rien (ou par commutation), la source dnergie est alors mise directement en relation avec lactionneur. Distribution par modulation dnergie, dans ce cas lactionneur reoit lnergie de faon graduelle.

    Le type de practionneur sera choisi en fonction :

    - du type dnergie disponible : lectrique, pneumatique, hydraulique

    - du type dactionneur alimenter : moteur courant continu, moteur asynchrone, vrin,

    2. Distribution de lnergie lectrique en (courant continu)

    Alimentation du moteur courant continu Dans le cas dun moteur courant continu :

    - la vitesse est proportionnelle ____________________ - le couple est proportionnel ______________________ - le sens de rotation de laxe dpend _______________

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    Variation de vitesse : hacheur La tension de la source dnergie est constante (exemple tension aux bornes de la batterie). Pour faire varier la tension moyenne aux bornes du moteur, on alimente le moteur avec une tension en crneaux. Le hacheur provoque la variation de la valeur moyenne de la tension par dcoupage temporel. La priode du signal tant petite (infrieure 15ms) le moteur tourne sans saccade, grce linertie de son rotor. Le contrle de la dure des priodes passes la tension maximale par rapport au temps pass sans application de la tension (U=0V) est appele Modulation par Largeur dImpulsions (MLI) ou Pulse Width Modulation (PWM) On appelle rapport cyclique le rapport : exprim en pourcentage. Si th=0, alors =0% et la tension moyenne de sortie est nulle. Si th=T, alors =100% et la tension moyenne de la sortie est gale Vcc. Pour calculer la tension moyenne, on utilise la formule :

    Application : calculer le rapport cyclique ainsi que la tension Umoy des deux chronogrammes ci-dessus.

    Ralisation technique du hacheur Pour pouvoir hacher la tension dalimentation, on utilise des transistors de puissance. Ils se comportent comme des interrupteurs pilots lectriquement. Lorsque lon applique une tensionE1, le transistor se comporte comme un interrupteur ferm. Lorsque E1=0V, le transistor se comporte comme un interrupteur ouvert. Plusieurs symboles peuvent tre utiliss, en fonction du contexte :

    2ms 10ms

    Um (V) 24V

    Umoy

    t 6ms 10ms

    Um (V) 24V Umoy

    t

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    E1 : signal de commande Um : tension dalimentation du moteur Ummoy : tension moyenne aux bornes du moteur

    La Diode de Roue Libre (DRL) protge le transistor. Lorsque le transistor passe de ltat satur (E1=10V) ltat bloqu (E1=0V), les charges accumules par le moteur svacuent par la DLR ce qui vite une surtension qui serait destructrice pour le transistor.

    Changement du sens de rotation de laxe du moteur Principe gnral du pont en H : 4 transistors, symboliss ici par des interrupteurs T1, T2, T3 et T4, sont monts en pont et permettent de commander le sens de rotation du moteur : Lorsque T1 et T4 sont ferms (saturs), le moteur tourne dans un sens (sens 1). Lorsque T2 et T3 sont ferms, le moteur va tourner dans l'autre sens (sens 2).

    Sur le schma ci-dessous, on retrouve les diodes de roue libre

    t t

    2ms 10ms

    E1 (V) 10V

    t

    2ms 10ms

    Um (V) 24V

    Ummoy

    t

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    Alimentation du servomoteur Pour piloter un servomoteur, Il faut envoyer une impulsion. C'est le temps que durera cette impulsion qui dterminera l'angle du servomoteur. Ce temps d'impulsion est de quelques millisecondes et doit tre rpt intervalles rguliers (toutes les 20 ms 50ms). Si le temps d'impulsion varie d'un fabricant l'autre, les valeurs suivantes sont assez standard:

    1 ms = -45 degr

    1.50 ms = 0 degr

    2 ms = +45 degrs

    3. Distribution de lnergie lectrique (courant alternatif) Distribution, en tout ou rien, de lnergie Un relai lectromcanique est constitu de contacts mobiles et dune bobine. Il permet de piloter la distribution de lnergie de puissance partir du circuit de commande.

    Circuit de commande

    Circuit de puissance

    Variation de vitesse de laxe du moteur La vitesse de rotation de laxe dun moteur synchrone ou asynchrone dpend de la frquence de lalimentation.

    http://mchobby.be/wiki/index.php?title=Fichier:ServoImpluseAngle.j

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    Le pilotage du moteur asynchrone, se fait laide dun variateur de vitesse, qui est un variateur de frquence.

    Les variateurs de frquence permettent :

    Une gamme de vitesses de 5% 200% de la vitesse nominale

    Une conservation du couple sur toute la gamme de vitesses

    Des rampes d'acclration et de dclration

    Deux sens de rotation La consigne de vitesse est en gnral fournie sous forme d'une tension de 0 10V par exemple Le courant lectrique issu du rseau est dans un premier temps converti en courant continu, il est ensuite reconverti en courant alternatif par un onduleur mais avec une frquence diffrente. L'onduleur travaille en hacheur, il va moduler le courant par largeur d'impulsions (PWM), le courant rsultant est proche d'une sinusodale.

    4. Distribution de lnergie pneumatique Un vrin est un actionneur utilis en technologie hydraulique (huile sous pression) et pneumatique (air sous pression). Il existe deux grandes familles de vrins, les vrins linaires et les vrins rotatifs. Les distributeurs ou Practionneurs pneumatiques sont des dispositifs de commande dnergie pneumatique. Ils sont constitus gnralement dune partie fixe et une partie mobile. Ils permettent de commander un vrin simple ou double effet.

    http://www.jdotec.net/s3i/EdS/Voc/Actionneur.php

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    Pour faire varier la vitesse de translation du vrin, on utilise un rgulateur de dbit

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