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8/7/2019 Capteurs_Actionneurs_Master_SIS

1/41

C o u r s

C a p t e u r s e t A c t i o n n e u r s

M a s t e r S I S . 1

M i c h e l B e n s o a m

2 1 j a n v i e r 2 0 0 5

1


2/41


T a b l e d e s m a t i r e s

1 I n t r o d u c t i o n G n r a l e 4

2 P r s e n t a t i o n d e s m a c h i n e s 6

2 . 1 G n r a l i t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 . 1 . 1 C o n s t i t u t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 . 1 . 2 P o i n t d e f o n c t i o n n e m e n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 . 1 . 3 L e s q u a t r e q u a d r a n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 . 2 L a m a c h i n e c o u r a n t c o n t i n u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 . 2 . 1 C o n s t r u c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 . 2 . 2 P r i n c i p a l e s r e l a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2 . 2 . 3 L e m o t e u r e x c i t a t i o n i n d p e n d a n t e . . . . . . . . . . . . 9

2 . 2 . 4 L e m o t e u r e x c i t a t i o n s r i e . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0

2 . 3 C o m m a n d e d u m o t e u r c o u r a n t c o n t i n u . . . . . . . . . . . . . . 1 1

2 . 3 . 1 R g u l a t i o n d e v i t e s s e s o u s u x c o n s t a n t . . . . . . . . . . 1 1

2 . 3 . 2 R g u l a t i o n d e v i t e s s e a v e c a c t i o n s u r l e u x . . . . . . . . 1 2

2 . 4 L a m a c h i n e s y n c h r o n e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2

2 . 4 . 1 L e c h a m p t o u r n a n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3

2 . 4 . 2 C o n s t r u c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3

2 . 5 C o m m a n d e d u m o t e u r s y n c h r o n e . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3

2 . 5 . 1 M a c h i n e s y n c h r o n e e n r g i m e t a b l i . . . . . . . . . . . . . 1 3

2 . 5 . 2 M a c h i n e s y n c h r o n e a u t o p i l o t e . . . . . . . . . . . . . . . 1 4

2 . 5 . 3 M a c h i n e s y n c h r o n e a l i m e n t e e n c o u r a n t o u t e n s i o n . . . . 1 4

2 . 6 L a m a c h i n e a s y n c h r o n e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5

2 . 6 . 1 C o n s t r u c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5

2 . 6 . 2 P r i n c i p a l e s r e l a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5

2 . 6 . 3 A l i m e n t a t i o n f r q u e n c e e t t e n s i o n c o n s t a n t e . . . . . . . 1 5

2 . 7 C o m m a n d e d u m o t e u r a s y n c h r o n e . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6

2 . 7 . 1 C a s c a d e h y p o s y n c h r o n e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6

2 . 7 . 2 C o m m a n d e s c a l a i r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6

2 . 7 . 3 C o m m a n d e v e c t o r i e l l e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7

2 . 7 . 4 C o m m a n d e d i r e c t e d u c o u p l e . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8

3 L e s c h a r g e s 1 9

3 . 1 M o u v e m e n t d e t r a n s l a t i o n e t d e r o t a t i o n . . . . . . . . . . . . . . 1 9

3 . 1 . 1 M o m e n t d ' i n e r t i e e t r d u c t e u r s . . . . . . . . . . . . . . . 1 9

3 . 1 . 2 C a r a c t r i s a t i o n e x p r i m e n t a l e . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0

3 . 2 L e s c h a r g e s i n d u s t r i e l l e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1

3 . 2 . 1 D m a r r a g e f r e i n a g e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1

M a s t e r S I S . 1 2 M i c h e l B E N S O A M


3/41


4 F o n c t i o n d e c o n v e r s i o n d e p u i s s a n c e 2 3

4 . 1 R e d r e s s e u r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3

4 . 1 . 1 R e d r e s s e u r s c o m m a n d s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3

4 . 1 . 2 G r o u p e m e n t s e t v a r i a n t e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4

4 . 2 G r a d a t e u r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7

4 . 3 H a c h e u r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9

4 . 3 . 1 H a c h e u r s n o n r v e r s i b l e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9

4 . 3 . 2 H a c h e u r s r v e r s i b l e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0

4 . 3 . 3 G r o u p e m e n t s d e h a c h e u r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0

4 . 4 O n d u l e u r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1

4 . 4 . 1 O n d u l e u r d e t e n s i o n u n c r n e a u p a r a l t e r n a n c e . . . . . 3 1

4 . 4 . 2 O n d u l e u r M L I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2

4 . 4 . 3 O n d u l e u r m u l t i - n i v e a u x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3

5 L e s c a p t e u r s 3 4

5 . 1 G n r a l i t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4

5 . 2 C a p t e u r s d e t e m p r a t u r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4

5 . 2 . 1 M e s u r e p a r t h e r m o c o u p l e . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4

5 . 2 . 2 T h e r m o m t r i e p a r d i o d e s e t t r a n s i s t o r s . . . . . . . . . . . 3 4

5 . 3 C a p t e u r s d e p o s i t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5

5 . 3 . 1 C a p t e u r s p o t e n t i o m t r i q u e s . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5

5 . 3 . 2 R e s o l v e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6

5 . 3 . 3 C a p t e u r d i g i t a u x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6

5 . 4 C a p t e u r s d e v i t e s s e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6

5 . 4 . 1 C o d e u r s i n c r m e n t a u x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6

5 . 4 . 2 T a c h y m t r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7

5 . 5 C a p t e u r s d e p r o x i m i t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7

5 . 5 . 1 C a p t e u r s i n d u c t i f s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7

5 . 5 . 2 C a p t e u r s e e t H a l l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7

5 . 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8

5 . 7 C a p t e u r s d e c o u p l e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9

5 . 7 . 1 C o u p l e m t r e p a r j a u g e s d e c o n t r a i n t e s . . . . . . . . . . . . 3 9

5 . 7 . 2 M e s u r e d ' a n g l e d e t o r s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9

5 . 8 C a p t e u r s d e d b i t s e t d e n i v e a u x . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0

6 C o n c l u s i o n s 4 0

7 B i b l i o g r a p h i e 4 1



4/41


1 I n t r o d u c t i o n G n r a l e

C e c o u r s a p o u r v o c a t i o n d e f a i r e u n t a t d e s l i e u x d e s s y s t m e s l e c t r o t e c h -

n i q u e s d a n s l e u r e n v i r o n n e m e n t i n d u s t r i e l . N o u s a l l o n s d o n c e s s a y e r d ' a n a l y s e r

l e s i n t e r a c t i o n s e n t r e l e s d i r e n t e s p a r t i e s d ' u n s y s t m e i n d u s t r i e l e t d o n n e r p a r

l - m m e l e s c o n t r a i n t e s q u i s ' y a p p l i q u e n t . L e p r i n c i p a l o b j e t d e c e c o u r s c o n c e r n e

l a c o n v e r s i o n l e c t r o m c a n i q u e o u f o r c e m o t r i c e m a i s n o u s a l l o n s t u d i e r a u s s i d e s

c o n v e r s i o n s d e l ' n e r g i e l e c t r i q u e d i r e n t e s . D a n s t o u s l e s c a s , c ' e s t l ' u t i l i s a t i o n

n a l e ( l a c h a r g e ) , q u i s e r a n o t r e p o i n t d e d p a r t . D ' u n e m a n i r e g n r a l e , u n

p r o c e s s u s i n d u s t r i e l p e u t s e d n i r d e l a f a o n s u i v a n t e . I l e s t c o n s t i t u d e :

u n c o n v e r t i s s e u r l e c t r o n i q u e d e p u i s s a n c e ,

u n a c t i o n n e u r l e c t r i q u e ,

u n e c h a r g e ,

u n q u i p e m e n t d e c o m m a n d e .

I l e s t b o n d e c o n s i d r e r l e s a c t i o n n e u r s d a n s l e u r e n v i r o n n e m e n t . L e t a b l e a u

s u i v a n t n o u s d o n n e u n e o r g a n i s a t i o n p o s s i b l e d ' u n p r o c e s s u s i n d u s t r i e l :

A c t i o n n e u r C o m m a n d e C o n v e r t i s s e u r

N a t u r e d e l a c h a r g e N a t u r e d u p r o c e s s u s N a t u r e d e l ' a l i m e n t a t i o n

E l e c t r o - m c a n i q u e C o m m u n i c a t i o n S o u r c e d ' a l i m e n t a t i o n

C o u p l e C a p t e u r s T e n s i o n , F r q u e n c e

V i t e s s e P r o d u i t f a b r i q u R s e a u

I n e r t i e C r i t r e s d ' o p t i m i s a t i o n Q u a l i t

V i b r a t i o n s Q u a l i t P e r t u r b a t i o n s

L i m i t e s N a t u r e d u p r o c e s s I m u n i t

E n v i r o n . P h y s i q u e E n v i r o n . E c o n o m i q u e E n v i r o n . E l e c t r o m a g n t i q u e

T a b . 1 L ' a c t i o n n e u r d a n s s o n e n v i r o n n e m e n t : e x e m p l e d e c o n v e r s i o n l e c t r o -

m c a n i q u e

P o u r d n i r u n e f o n c t i o n d e c o n v e r s i o n l e c t r o - p h y s i q u e d e p u i s s a n c e , n o u s d e -

v o n s t e n i r c o m p t e :

d e l ' a p p l i c a t i o n i n d u s t r i e l l e ,

d e l ' e n v i r o n n e m e n t d a n s l e q u e l e l l e v a f o n c t i o n n e r ,

d e l ' i m p a c t q u ' e l l e v a a v o i r s u r c e t e n v i r o n n e m e n t .

C o t u t i l i s a t i o n : c e s o n t l e s c a r a c t r i s t i q u e s p h y s i q u e s ( p a r e x e m p l e r g i m e

p e r m a n e n t o u d y n a m i q u e , i n e r t i e , j e u , r a i d e u r s p o u r u n m o t e u r s ) q u i v o n t d n i r

l a p u i s s a n c e d e d i m e n s i o n n e m e n t d e l ' a c t i o n n e u r e t s e s c a r a c t r i s t i q u e s .



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C o t e n v i r o n n e m e n t : o n e s t a m e n s ' i n t r e s s e r :

a u x a s p e c t s p h y s i q u e s ( a l t i t u d e , t e m p r a t u r e , h u m i d i t , p o u s s i r e s , e m p l a -

c e m e n t ) ,

a u x a s p e c t s l e c t r i q u e s ( n a t u r e e t c a r a c t r i s t i q u e d e l a s o u r c e d ' a l i m e n t a -

t i o n , s e n s i b i l i t a u x p e r t u r b a t i o n s l e c t r o m a g n t i q u e s , n i v e a u d e s p e r t u r -

b a t i o n s a u p o i n t d e b r a n c h e m e n t ) ,

a u x a s p e c t s c o m m u n i c a t i o n s ( r e l a t i o n a v e c l e r s e a u d ' a u t o m a t i s m e d e l ' e n -

t r e p r i s e ) ,

a u x a s p e c t s q u a l i t :

m a i n t e n a n c e ,

f a c i l i t d ' e x p l o i t a t i o n ,

p e r f o r m a n c e s c o n o m i q u e s .



6/41


2 P r s e n t a t i o n d e s m a c h i n e s

2 . 1 G n r a l i t s

2 . 1 . 1 C o n s t i t u t i o n

L e s m a c h i n e s l e c t r i q u e s s o n t c o n s t i t u e s d ' u n s t a t o r e t d ' u n r o t o r e n m a t -

r i a u x f e r r o m a g n t i q u e s . E n t r e c e s d e u x p a r t i e s s e t r o u v e l ' e n t r e f e r q u i e s t m a i n -

t e n u p a r d e s p a l i e r s o u r o u l e m e n t s ( g u r e 1 )

R e m a r q u e : L e s p a r t i e s d u m o t e u r q u i s o n t s o u m i s e s d e s c h a m p s v a r i a b l e s

F i g . 1 c o n s t i t u t i o n d ' u n e m a c h i n e l e c t r i q u e

d o i v e n t t r e f e u i l l e t e s p o u r d i m i n u e r l e s p e r t e s p a r c o u r a n t d e F o u c a u l t .

2 . 1 . 2 P o i n t d e f o n c t i o n n e m e n t

L a c a r a c t r i s t i q u e m c a n i q u e ( c o u p l e m o t e u r e n f o n c t i o n d e l a v i t e s s e Cm =f ( N ) ) e s t d o n n e p o u r u n e m a c h i n e e n f o n c t i o n d e l a t e n s i o n e t d e l a f r q u e n c e .

E n g n r a l , o n a l a c o u r b e q u i c o r r e s p o n d l a t e n s i o n e t l a f r q u e n c e n o m i n a l e s .

L a c h a r g e a e l l e a u s s i u n e c a r a c t r i s t i q u e m c a n i q u e ( Cr = f ( N ) )

L a v i t e s s e e t l e c o u p l e d e l a m a c h i n e a s s o c i e s a c h a r g e s o n t d o n n s p a r

l e p o i n t d ' i n t e r s e c t i o n e n t r e c e s d e u x c a r a c t r i s t i q u e s .

A v i t e s s e n u l l e , l e c o u p l e m o t e u r d o i t t r e s u p r i e u r a u c o u p l e r s i s t a n t

p o u r q u e l e m o t e u r d m a r r e .

L e p o i n t d e f o n c t i o n n e m e n t p e u t t r e s t a b l e o u i n s t a b l e .

2 . 1 . 3 L e s q u a t r e q u a d r a n t s

P o u r c a r a c t r i s e r u n e n t r a i n e m e n t , o n u t i l i s e l a n o t i o n d e q u a d r a n t s q u i s o n t

d l i m i t s p a r l e s a x e s d e l a c o u r b e C = f ( N ) .

q u a d r a n t 1 : l a m a c h i n e f o n c t i o n n e e n m o t e u r ( C > 0 ) u n s e u l s e n s ( N > 0 ) .

q u a d r a n t 2 : l a m a c h i n e f o n c t i o n n e e n g n r a t e u r ( C < 0 ) d a n s u n s e u l s e n s

( N > 0 ) .



7/41


F i g . 2 c a r a c t r i s t i q u e s d ' u n e m a c h i n e a s y n c h r o n e e t s a c h a r g e

q u a d r a n t 3 : l a m a c h i n e f o n c t i o n n e e n g n r a t e u r ( C < 0 ) d a n s l ' a u t r e s e n s

( N < 0 ) .

q u a d r a n t 4 : l a m a c h i n e f o n c t i o n n e e n m o t e u r ( C > 0 ) d a n s l ' a u t r e s e n s

( N < 0 ) .

R e m a r q u e : O n p e u t d n i r l e s q u a d r a n t s d e f o n c t i o n n e m e n t p o u r l a m a c h i n e

s e u l e o u p o u r l a m a c h i n e e t s o n c o n v e r t i s s e u r .

2 . 2 L a m a c h i n e c o u r a n t c o n t i n u

2 . 2 . 1 C o n s t r u c t i o n

L a g u r e 3 r e p r s e n t e l a c o u p e d ' u n e m a c h i n e c o u r a n t c o n t i n u 4 p l e s .

F i g . 3 c o u p e d ' u n e m a c h i n e c o u r a n t c o n t i n u



8/41


I n d u c t e u r e t c i r c u i t m a g n t i q u e L ' i n d u c t e u r s e t r o u v e s u r l e s t a t o r d e l a

m a c h i n e . I c i , n o u s a v o n s 4 p i c e s p o l a i r e s a u t o u r d e s q u e l l e s s o n t e n r o u l s l e s

i n d u c t e u r s . C e s p l e s s o n t r e l i s e n t r e e u x p a r l a c a r c a s s e d e l a m a c h i n e q u i s e r t

a u s s i r e f e r m e r l e c i r c u i t m a g n t i q u e . L e u x c r p a r l e s i n d u c t e u r s c i r c u l e d o n c

d a n s l e s p l e s , d a n s l ' e n t r e f e r , d a n s l e r o t o r o u i n d u i t e t s e r e f e r m e p a r l a c a r c a s s e

d e l a m a c h i n e .

I n d u i t e t c o l l e c t e u r L e b o b i n a g e d e l ' i n d u i t e s t f o r m d e b o b i n e s d ' u n o u

p l u s i e u r s t o u r s d o n t l e s c o n d u c t e u r s s o n t p a r a l l l e s l ' a x e . C h a q u e e n r o u l e m e n t

a l e m m e n o m b r e d e b r i n s q u i p a s s e n t s o u s u n p l e n o r d e t u n p l e s u d . L e

c o l l e c t e u r e s t f o r m d e l a m e s d e c u i v r e i s o l e s e n t r e e l l e s e t r e l i e s a u x e n r o u l e -

m e n t s . L e s b a l a i s e n g r a p h i t e f r o t t e n t s u r l e c o l l e c t e u r e t a s s u r e n t l e p a s s a g e d u

c o u r a n t d a n s l ' i n d u i t e t l ' i n v e r s i o n d u c o u r a n t d a n s l e s b r i n s .

2 . 2 . 2 P r i n c i p a l e s r e l a t i o n s

L e s p r i n c i p a l e s r e l a t i o n s q u i n o u s i n t r e s s e n t p o u r e n s u i t e c o m m a n d e r l e m o -

t e u r e t l e p i l o t e r s o n t :

F i g . 4 m o d l e l e c t r i q u e e t m c a n i q u e

f o r c e l e c t r o m o t r i c e

E =p

anN ( 1 )

t e n s i o n s v i t e s s e

Ua = E+ RaIa + La.dIadt

( 2 )

N =Ua RaIa

pan

( 3 )



9/41


c o u p l e

C =

EI

2N =

1

2

p

anI = Cr + J

d

dt( 4 )

r e n d e m e n t

=UaIa RaI

2a Pm Pf

UaIa + Pexc( 5 )

2 . 2 . 3 L e m o t e u r e x c i t a t i o n i n d p e n d a n t e

A p a r t i r d e l ' q u a t i o n ( 2 ) d e s t e n s i o n s , n o u s p o u v o n s p a s s e r d i r e c t e m e n t l a

c a r a c t r i s t i q u e d u c o u p l e e n f o n c t i o n d e l a v i t e s s e . E n e e t , l e u x t a n t c o n s t a n t ,

l e t e r m e

pan

e s t c o n s t a n t d o n c N e s t p r o p o r t i o n n e l E e t C e s t p r o p o r t i o n n e l

I . N o u s o b t e n o n s u n r s e a u d e d r o i t e s p a r a l l l e s q u i c o r r e s p o n d e n t d i r e n t e s

v a l e u r s d e U .

F i g . 5 c a r a c t r i s t i q u e s u x c o n s t a n t d ' u n e m a c h i n e c o u r a n t c o n t i n u

F o n c t i o n n e m e n t d a n s l e q u a d r a n t 1 L e d m a r r a g e d o i t s e f a i r e s o u s t e n s i o n

r d u i t e c a r l a m a c h i n e e s t l i m i t e p a r u n c o u r a n t m a x i . U n e f o i s q u e l a m a c h i n e a

d m a r r , n o u s p o u v o n s a u g m e n t e r p r o g r e s s i v e m e n t l a t e n s i o n j u s q u ' a u p o i n t d e

f o n c t i o n n e m e n t n o m i n a l . I l n ' y a p a s d e p o s s i b i l i t s d e f r e i n a g e . L ' a r r t s e f e r a

e n r o u e l i b r e .

F o n c t i o n n e m e n t d a n s l e q u a d r a n t 1 e t 2 L e f r e i n a g e e s t p o s s i b l e e n s e

p l a a n t s u r u n e c a r a c t r i s t i q u e q u i p r s e n t e u n c o u p l e n g a t i f p o u r u n e v i t e s s e

d o n n e . A i n s i , l a m a c h i n e v a t r e f r e i n e .



10/41


F o n c t i o n n e m e n t d a n s l e q u a d r a n t 1 e t 4 D a n s d e s a p p l i c a t i o n s d e l e v a g e

o l e c o u p l e d e c h a r g e e s t c o n s t a n t , l e s q u a d r a n t s 1 e t 4 s u s e n t .

F o n c t i o n n e m e n t d a n s l e q u a d r a n t 1 4 T o u s l e s q u a d r a n t s s o n t a c c e s s i b l e s .

L e m o t e u r e t s o n v e n t u e l c o n v e r t i s s e u r d e v r o n t t r e c o m p l t e m e n t r v e r s i b l e s .

F o n c t i o n n e m e n t p u i s s a n c e c o n s t a n t e U n f o i s l a v i t e s s e n o m i n a l e a t t e i n t e ,

i l y a l a p o s s i b i l i t d e d i m i n u e r l e u x p o u r a u g m e n t e r l a v i t e s s e . C e c i n e p e u t s e

f a i r e q u ' a v e c u n e d i m i n u t i o n d u c o u p l e . L a v i t e s s e n e d o i t p a s d p a s s e r u n e v i t e s s e

m a x i l i e l a c o n s t r u c t i o n d e l a m a c h i n e . L e s a p p l i c a t i o n s o c e s s u r v i t e s s e s s o n t

p o s s i b l e s s o n t d u t y p e :

A v a n c e r a p i d e d e m a c h i n e o u t i l s

B o b i n e u s e

L a m i n o i r

F i g . 6 m o d e s d e f o n c t i o n n e m e n t p o s s i b l e s

2 . 2 . 4 L e m o t e u r e x c i t a t i o n s r i e

D a n s u n m o t e u r e x c i t a t i o n s r i e , l ' i n d u c t e u r e s t p a r c o u r u p a r l e m m e c o u -

r a n t q u e l ' i n d u i t .

P a s s a g e d a n s l e s a u t r e s q u a d r a n t s

M o t e u r s r i e a l i m e n t e n a l t e r n a t i f

M a s t e r S I S . 1 1 0 M i c h e l B E N S O A M


11/41


F i g . 7 c a r a c t r i s t i q u e s d ' u n e m a c h i n e c o u r a n t c o n t i n u e x c i t a t i o n s r i e

2 . 3 C o m m a n d e d u m o t e u r c o u r a n t c o n t i n u

2 . 3 . 1 R g u l a t i o n d e v i t e s s e s o u s u x c o n s t a n t

L e s c h m a s u i v a n t g u r e ( 8 ) m o n t r e c o m m e n t o n r a l i s e l a r g u l a t i o n d e v i -

t e s s e d ' u n e m a c h i n e c o u r a n t c o n t i n u . I l y a d e u x b o u c l e s i m b r i q u e s d e v i t e s s e

e t d e c o u r a n t . C o m m e l e s c o n s t a n t e s d e t e m p s l e c t r i q u e e t m c a n i q u e s o n t t r s

d i r e n t e s , l a b o u c l e i n t e r n e d e c o u r a n t r a g i t p l u s v i t e q u e c e l l e d e v i t e s s e . O n

v o i t q u ' i l f a u t u n c a p t e u r d e c o u r a n t e t u n d e v i t e s s e d a n s c e t y p e d e r g u l a t i o n .

L ' t u d e d t a i l l e d e c e s a s s e r v i s s e m e n t s n e f a i t p a s l ' o b j e t d e c e c o u r s .

F i g . 8 s c h m a d e p r i n c i p e d e l a r g u l a t i o n d e v i t e s s e



12/41


2 . 3 . 2 R g u l a t i o n d e v i t e s s e a v e c a c t i o n s u r l e u x

P o u r a u g m e n t e r l a p l a g e d e v a r i a t i o n d e v i t e s s e , o n p e u t t r e a m e n a g i r

s u r l e c o u r a n t i n d u c t e u r . P o u r c e f a i r e , o n r a j o u t e u n e b o u c l e d e c o u r a n t s u r

l ' i n d u c t e u r q u i e s t p i l o t e p a r u n e c o n s i g n e d e f e m m a x i m u m .

F i g . 9 e x e m p l e d e s c h m a d e r g u l a t i o n a v e c a c t i o n s u r l e u x

2 . 4 L a m a c h i n e s y n c h r o n e

L a g u r e ( 1 0 ) r e p r s e n t e l a c o u p e d u s t a t o r d ' u n e m a c h i n e s y n c h r o n e d e u x

p a i r e s d e p l e s

F i g . 1 0 c o u p e d u s t a t o r d ' u n e m a c h i n e s y n c h r o n e



13/41


2 . 4 . 1 L e c h a m p t o u r n a n t

L e s e n r o u l e m e n t s s t a t o r i q u e s r p a r t i s g o m t r i q u e m e n t c o m m e s u r l a g u r e

( 1 0 ) e t p a r c o u r u s p a r u n s y s t m e d e c o u r a n t t r i p h a s c r e n t u n c h a m p t o u r n a n t

u n e v i t e s s e a n g u l a i r e q u i d p e n d d e l a f r q u e n c e e t d u n o m b r e d e p a i r e s d e

p l e s d e l a m a c h i n e ( i c i 1 5 0 0 t r / m i n ) . C e c h a m p t o u r n a n t v a e n t r a n e r l e r o t o r

l a v i t e s s s e d e s y n c h r o n i s m e . L e r o t o r d o i t d o n c c r e r u n c h a m p x e p a r r a p p o r t

l u i m m e q u i v a t o u r n e r s a v i t e s s e d e r o t a t i o n .

2 . 4 . 2 C o n s t r u c t i o n

I l e x i s t e d e u x t y p e s p r i n c i p a u x d e r o t o r s p o u r l e s m a c h i n e s s y n c h r o n e s .

F i g . 1 1 r o t o r s d ' u n e m a c h i n e s y n c h r o n e ( a ) p l e s a i l l a n t ( b ) p l e l i s s e

2 . 5 C o m m a n d e d u m o t e u r s y n c h r o n e

2 . 5 . 1 M a c h i n e s y n c h r o n e e n r g i m e t a b l i

L e m o t e u r s y n c h r o n e a l i m e n t p a r l e r s e a u l e c t r i q u e a u n e v i t e s s e q u i d p e n d

d e l a f r q u e n c e e t d u n o m b r e d e p a i r e d e p l e s d e l a m a c h i n e . P a r e x e m p l e , u n e

m a c h i n e 4 p l e s a l i m e n t e p a r l e r s e a u 5 0 H z v a t o u r n e r 1 5 0 0 t r / m i n . P o u r

f a i r e v a r i e r s a v i t e s s e , i l v a d o n c f a l l o i r f a i r e v a r i e r l a f r q u e n c e d e l ' a l i m e n t a t i o n

s t a t o r i q u e p a r u n d i s p o s i t i f l e c t r o n i q u e d e p u i s s a n c e . C ' e s t c e q u e l ' o n a p p e l l e

l ' a u t o p i l o t a g e .



14/41


2 . 5 . 2 M a c h i n e s y n c h r o n e a u t o p i l o t e

L e p r i n c i p e d e l ' a u t o p i l o t a g e e s t d ' a s s e r v i r l a v i t e s s e d u c h a m p s t a t o r i q u e

c e l l e d u r o t o r e n m a i n t e n a n t u n a n g l e c o n s t a n t e n t r e l e s d e u x . C e t a n g l e s ' a p p e l l e

a n g l e d ' a u t o p i l o t a g e ( s o u v e n t n o t ) .

2 . 5 . 3 M a c h i n e s y n c h r o n e a l i m e n t e e n c o u r a n t o u t e n s i o n

P o u r r a l i s e r l ' a u t o p i l o t a g e , o n p e u t u t i l i s e r d e u x t y p e s d e c o m m a n d e s :

l a c o m m a n d e p a r c o m m u t a t e u r d e c o u r a n t ,

l a c o m m a n d e p a r o n d u l e u r d e t e n s i o n .

F i g . 1 2 m a c h i n e s y n c h r o n e a l i m e n t e p a r u n c o m m u t a t e u r d e c o u r a n t

C e t t e f o r m e d ' a l i m e n t a t i o n ( g . 1 2 ) e s t l a p l u s c o u r a n t e p o u r l e s m a c h i n e s

s y n c h r o n e s c a r i l e s t p o s s i b l e d e l ' a l i m e n t e r a v e c u n c o m m u t a t e u r d e c o u r a n t

d o n t l e s c o m p o s a n t s o n t u n e c o m m u t a t i o n c o m m a n d e e t l ' a u t r e n a t u r e l l e . I l

s ' a g i t d e t h y r i s t o r s q u i p r s e n t e n t l ' a v a n t a g e d e p o u v o i r t r a n s i t e r d e s p u i s s a n c e s

i m p o r t a n t e s u n f a i b l e c o t . D e p l u s , l e m o n t a g e c o m p l e t r e d r e s s e u r - o n d u l e u r -

m a c h i n e e s t r v e r s i b l e e t p e r m e t d e r c u p e r e r l ' n e r g i e a u f r e i n a g e . O n r e t r o u v e

c e t y p e d e m o n t a g e d a n s l e s a p p l i c a t i o n s d e t r a c t i o n l e c t r i q u e .

F i g . 1 3 m a c h i n e s y n c h r o n e a l i m e n t e p a r u n o n d u l e u r d e t e n s i o n

C e t y p e d e c o m m a n d e e s t e m p l o y d a n s l e s a p p l i c a t i o n s d e p l u s f a i b l e s p u i s s a n c e s



15/41


o l e s i n t e r r u p t e u r s d e l ' o n d u l e u r s o n t c o m m a n d s l ' o u v e r t u r e e t l a f e r m e t u r e .

L e s a p p l i c a t i o n s p r i n c i p a l e s s o n t l e s m a c h i n e s o u t i l s q u i d e m a n d e n t u n e p r c i s i o n

e n v i t e s s e e t p o s i t i o n e t u n e g r a n d e s o u p l e s s e d e c o m m a n d e q u e p e r m e t c e t y p e

d ' o n d u l e u r c o m m a n d e n M L I ( v o i r p l u s l o i n ) .

2 . 6 L a m a c h i n e a s y n c h r o n e

2 . 6 . 1 C o n s t r u c t i o n

L e m o t e u r a s y n c h r o n e e s t c o n s t i t u d ' u n s t a t o r e t d ' u n r o t o r s p a r s p a r u n

e n t r e f e r .

l e s t a t o r e s t a n a l o g u e c e l u i d e s m a c h i n e s s y n c h r o n e s . I l p o r t e u n b o b i n a g e

t r i p h a s r e l i l a s o u r c e d ' a l i m e n t a t i o n .

l e r o t o r e s t c y l i n d r i q u e . I l e s t f o r m p a r u n e m p i l l a g e d e d i s q u e s d e t l e s

e n c o c h e s s u r l e u r p r i p h r i e . D a n s l e s e n c o c h e s , o n p l a c e u n b o b i n g e p o l i -

p h a s e n c o u r t c i r c u i t .

l ' e n t r e f e r e s t p l u s t r o i t q u e d a n s l e s a u t r e s m a c h i n e s c a r i l n ' y a p a s d ' i n -

d u c t e u r . L a c r a t i o n d u u x d a n s l ' e n t r e f e r n c e s s i t e l a c o n s o m m a t i o n d e

p u i s s a n c e r a c t i v e p r i s e l a s o u r c e a l i m e n t a n t l e s t a t o r .

2 . 6 . 2 P r i n c i p a l e s r e l a t i o n s

L e r o t o r d e l a m a c h i n e t o u r n e u n e v i t e s s e d i r e n t e d e c e l l e d u c h a m p s t a t o -

r i q u e , d ' o l e n o m d e l a m a c h i n e . L a d i r e n c e d e v i t e s s e s ' a p p e l l e l e g l i s s e m e n t

e t a p o u r e x p r e s s i o n :

g =

NN

N

=

( 6 )

l a f r q u e n c e d e s c o u r a n t s r o t o r i q u e s a d o n c p o u r e x p r e s s i o n :

R = .

= g.( 7 )

2 . 6 . 3 A l i m e n t a t i o n f r q u e n c e e t t e n s i o n c o n s t a n t e

L e m o t e u r a s y n c h r o n e a l i m e n t p a r l e r s e a u l e c t r i q u e a u n e v i t e s s e q u i d -

p e n d d e l a f r q u e n c e e t d u n o m b r e d e p a i r e s d e p l e s d e l a m a c h i n e a i n s i q u e

d u c o u p l e o p p o s p a r s a c h a r g e . P a r e x e m p l e u n e m a c h i n e 4 p l e s a l i m e n t e s

p a r l e r s e a u 5 0 H z v a t o u r n e r e n v i r o n 1 4 5 0 t r / m i n , l e s 5 0 t r / m i n t a n t d s a u

g l i s s e m e n t . P o u r f a i r e v a r i e r s a v i t e s s e , i l v a d o n c f a l l o i r f a i r e v a r i e r l a f r q u e n c e

d e l ' a l i m e n t a t i o n s t a t o r i q u e p a r u n d i s p o s i t i f l e c t r o n i q u e d e p u i s s a n c e . C o m m e

l e m o t e u r a s y n c h r o n e c o n s o m m e o b l i g a t o i r e m e n t d e l a p u i s s n c e r a c t i v e , s o n c o u -

r a n t s e r a e n r e t a r d s u r l a t e n s i o n e t l ' u t i l i s a t i o n d e t h y r i s t o r s d a n s l ' o n d u l e u r n ' e s t

p a s p o s s i b l e c o m m e a v e c l a m a c h i n e s y n c h r o n e . I l y a d o n c o b l i g a t i o n d ' u t i l i s e r

u n o n d u l e u r d e t e n s i o n .



16/41


2 . 7 C o m m a n d e d u m o t e u r a s y n c h r o n e

2 . 7 . 1 C a s c a d e h y p o s y n c h r o n e

U n e d e s p r e m i r e s a p p l i c a t i o n s i n d u s t r i e l l e s p o u r f a i r e v a r i e r l a v i t e s s e d e l a

m a c h i n e a s y n c h r o n e a t l a c a s c a d e h y p o s y n c h r o n e . C e p r i n c i p e n c e s s i t e u n

m o t e u r r o t o r b o b i n . O n m o d i e l a c a r a c t r i s t i q u e d e l a m a c h i n e e n a g i s s a n t

s u r l e s c o u r a n t s r o t o r i q u e s e t o n f a i t a i n s i v a r i e r l a v i t e s s e . C e m o n t a g e e s t e n c o r e

F i g . 1 4 c a s c a d e h y p o s y n c h r o n e

u t i l i s i n d u s t r i e l l e m e n t m a i s a t a v a n t a g e u s e m e n t r e m p l a c p a r d e s v a r i a t e u r s

d e v i t e s s e .

2 . 7 . 2 C o m m a n d e s c a l a i r e

L a c o m m a n d e s c a l a i r e c o n s i s t e i m p o s e r l a v i t e s s e d u c h a m p s t a t o r i q u e p a r

u n c o n v e r t i s s e u r d e p u i s s a n c e . L e r o t o r v a e s s a y e r d e s u i v r e c e t t e c o n s i g n e e t

s a v i t e s s e d p e n d r a d u c o u p l e o p p o s p a r l a c h a r g e . I l n ' y a p a s d e c a p t e u r s d e

v i t e s s e d a n s c e p r i n c i p e . C e t y p e d e c o m m a n d e c o n v i e n t p o u r l e s a p p l i c a t i o n s o

l a p r c i s i o n s u r l a v i t e s s e n ' e s t p a s i m p o r t a n t e e t o l e c o u p l e a u x f a i b l e s v i t e s s e s

e s t f a i b l e . O n p e u t a m l i o r e r c e s y s t m e e n l u i a d j o i g n a n t u n c a p t e u r d e v i t e s s e

F i g . 1 5 c o m m a n d e s c a l a i r e d e l a m a c h i n e a s y n c h r o n e

e t d o n c u n r e t o u r .



17/41


18/41


2 . 7 . 4 C o m m a n d e d i r e c t e d u c o u p l e

A p a r t i r d e m o d l e s p l u s l a b o r s d e l a m a c h i n e , l e s i n d u s t r i e l s o n t d v e l o p p

u n e c o m m a n d e d i r e c t e d u c o u p l e q u i s e f a i t s a n s c a p t e u r d e v i t e s s e m a i s u n i q u e -

m e n t a v e c d e s i n f o r m a t i o n s s u r l e s c o u r a n t s e t l e s t e n s i o n s d e l a m a c h i n e . C e s

i n f o r m a t i o n s s o n t c o m p a r e s a v e c l e m o d l e i d e n t i d e l a m a c h i n e p o u r l a b o r e r

l e s c o m m a n d e s d u m o t e u r .

F i g . 1 8 c o m m a n d e d i r e c t e d u c o u p l e



19/41


3 L e s c h a r g e s

3 . 1 M o u v e m e n t d e t r a n s l a t i o n e t d e r o t a t i o n

U n s o l i d e d e m a s s e M q u i s e d p l a c e e n t r a n s l a t i o n q u i e s t s o u m i s u n e f o r c e

F e t u n e f o r c e r s i s t a n t e Fr e t s e d p l a a n t l a v i t e s s e v e s t r g i p a r l a l o i :

F Fr = Md2v

dt2( 8 )

P o u r u n m o u v e m e n t d e r o t a t i o n , c e t t e q u a t i o n d e v i e n t :

CCr = Jd2

dt2( 9 )

o C e s t l e c o u p l e m o t e u r , Cr l e c o u p l e r s i s t a n t e t J l e m o m e n t d ' i n e r t i e d u s o l i d e .

N o u s v o y o n s , a v e c c e s r e l a t i o n s , q u e l ' i n e r t i e d ' u n s y s t m e d o i t t r e p r i s e e n

c o m p t e d a n s l e s p h a s e s t r a n s i t o i r e s ( d m a r r a g e e t f r e i n a g e ) .

3 . 1 . 1 M o m e n t d ' i n e r t i e e t r d u c t e u r s

L e s m a c h i n e s l e c t r i q u e s e n t r a n e n t l e u r s c h a r g e e n r o t a t i o n . I l e s t d o n c n c e s -

s a i r e d e c o n n a t r e l e m o m e n t d ' i n e r t i e r a m e n s u r l ' a r b r e d u m o t e u r p o u r p o u v o i r

d t e r m i n e r s e s t e m p s d e d m a r r a g e e t d ' a r r t . P a r e x e m p l e s u r l a g u r e 1 9 n o u s

a v o n s u n e n t r a n e m e n t a v e c s o r t i e m u l t i p l e . J1, J2, J3 s o n t l e s m o m e n t s d ' i n e r t i e d e s t r o i s l i g n e s d ' a r b r e q u i t o u r n e n t a u x v i t e s s e s a n g u l a i r e s

1, 2, 3 . S u r l a t r o i - s i m e l i g n e d ' a r b r e , u n c b l e s o u l e v a n t u n e m a s s e M3 s ' e n r o u l e s u r u n t a m b o u r d e d i a m t r e

D3 .L a m a s s e s o u l e v e d v e l o p p e u n c o u p l e r s i s t a n t M3.g.

D32

.

S o n m o m e n t d ' i n e r t i e r a m e n s u r l ' a r b r e 3 e s t M3.g.

D32

2. N o u s e n d d u i s o n s l e

m o m e n t d ' i n e r t i e t o t a l r a m e n s u r l ' a r b r e d u m o t e u r .

J = J1 + J2.

21

2

+J3 + M3.

D32

2.

31

2

( 1 0 )

e t l e c o u p l e l e c t r o m a g n t i q u e C d u m o t e u r

C = J.d1dt

+ M.D32

.g.31

( 1 1 )

L e m o t e u r d o i t d o n c f o u r n i r u n c o u p l e p o u r s o u l e v e r l a c h a r g e e t p o u r v a i n c r e

l ' i n e r t i e l o r s d e s p h a s e s t r a n s i t o i r e s .



20/41


F i g . 1 9 m o t e u r a v e c r d u c t e u r e t i n e r t i e

3 . 1 . 2 C a r a c t r i s a t i o n e x p r i m e n t a l e

P o u r d t e r m i n e r l ' i n e r t i e d ' u n s y s t m e , n o u s p r o p o s o n s u n e m t h o d e e x p -

r i m e n t a l e q u i p e u t s ' a p p l i q u e r d a n s d e n o m b r e u x c a s i n d u s t r i e l . T o u t d ' a b o r d ,

o n m e s u r e l a p u i s s a n c e P c o n s o m m e p a r l e m o t e u r e n t r a n a n t l a c h a r g e d i -

v e r s e s v a l e u r s s t a b i l i s e s d e l a v i t e s s e . O n s o u s t r a i t e n s u i t e , l e s p e r t e s p r s e n t e s u n i q u e m e n t q u a n d l e m o t e u r e s t a l i m e n t ( l e s p e r t e s J o u l e s d a n s l e m o t e u r p a r

e x e m p l e ) . L a p u i s s a n c e Pr , a i n s i c o r r i g e c o r r e s p o n d a u c o u p l e r s i s t a n t t o t a l d e l ' e n s e m b l e m o t e u r n o n a l i m e n t .

O n p e u t a i n s i t r a c e r l a c o u r b e Cr () r e p r s e n t e s u r l a p a r t i e g a u c h e d e l a c o u r b e d e l a g u r e 2 0 . l ' e n t r a n e m e n t e s t a l o r s c o n d u i t u n e v i t e s s e s t a b i l i s e 0 p u i s

F i g . 2 0 d t e r m i n a t i o n e x p r i m e n t a l e d e l ' i n e r t i e

o n s p a r e l e m o t e u r d e s o n a l i m e n t a t i o n . A p a r t i r d e c e t i n s t a n t , o n e n r e g i s t r e

l a v a r i a t i o n d e l a v i t e s s e e n f o n c t i o n d u t e m p s . p e n d a n t l e r a l e n t i s s e m e n t , d a n s

l ' q u a t i o n ( 9 ) l e c o u p l e C e s t n u l , d o n c o n e n d d u i t J p a r l a r e l a t i o n :

J = Cr1

(d/dt)1

( 1 2 )

P o u r p l u s d e p r c i s i o n , o n p e u t c a l c u l e r J p o u r p l u s i e u r s p o i n t s d e l a c o u r b e e t

f a i r e l a m o y e n n e .



21/41


3 . 2 L e s c h a r g e s i n d u s t r i e l l e s

L e s c h a r g e s i n d u s t r i e l l e s o p p o s e n t d e s c o u p l e s q u e l ' o n p e u t c l a s s e r s u i v a n t

p l u s i e u r s c a t g o r i e s .

U n c o u p l e r s i s t a n t p r o p o r t i o n n e l a u c a r r d e l a v i t e s s e

l e s p o m p e s c e n t r i f u g e s

l e s c o m p r e s s e u r s c e n t r i f u g e s

l e s v e n t i l a t e u r s

l e s p o m p e s v i s

l e s c e n t r i f u g e u s e s

U n c o u p l e r s i s t a n t p r o p o r t i o n n e l l a v i t e s s e

l e s p r e s s e s

l e s c a l a n d r e s

l e s f r e i n s c o u r a n t d e F o u c a u l t

l e s m a c h i n e s o u t i l s

U n c o u p l e r s i s t a n t c o n s t a n t

l e s c o m p r e s s e u r s e t l e s p o m p e s p i s t o n s

l e s e n g i n s d e l e v a g e e t m a n u t e n t i o n

l e s b a n d e s t r a n s p o r t e u s e s

l e s b r o y e u r s e t c o n c a s s e u r s

U n c o u p l e r s i s t a n t i n v e r s e m e n t p r o p o r t i o n n e l l a v i t e s s e

l e s b o b i n e u s e s

l e s t o u r s

l e s d r o u l e u s e s b o i s

D a n s l a r a l i t , c e s c a r a c t r i s t i q u e s d i r e n t d a n s l e s b a s s e s v i t e s s e s e s s e n t i e l l e -

m e n t c a u s e d e s c o u p l e s d e f r o t t e m e n t o u c o u p l e d e d c o l l a g e . L e s c a r a c t r i s -

t i q u e s r e l l e s d e m a n d e n t u n e t u d e m c a n i q u e a p p r o f o n d i e q u i s o r t d u c a d r e d e

c e c o u r s .

3 . 2 . 1 D m a r r a g e f r e i n a g e

L e s c o n s t r u c t e u r s d n i s s e n t t r o i s g r a n d e u r s :

l a c o n s t a n t e d ' i n e r t i e d n i e p a r l e r a p p o r t H = 12.J.

2n

Snq u i n e p r e n d e n

c o m p t e q u e l e s c a r a c t r i s t i q u e s d u m o t e u r .

l a c o n s t a n t e d e t e m p s d ' a c c l r a t i o n Ta =2.H

ncosn

l e f a c t e u r d ' i n e r t i e FI =J1+J

2

J1o J1 e s t l ' i n e r t i e d u r o t o r e t J

2 l ' i n e r t i e d e

l a c h a r g e r a m e n e s u r l ' a r b r e .

D ' a p r s l ' q u a t i o n ( 9 ) l e t e m p s d e d m a r r a g e p e u t s e c a c u l e r p a r l ' q u a t i o n :

td = J. n

0

d

dt( 1 3 )



22/41


P o u r s i m p l i e r , o n p e u t c a l c u l e r u n c o u p l e d ' a c c l r a t i o n Ca = C Cr e t s a v a l e u r m o y e n n e p e n d a n t l a p h a s e d ' a c c l r a t i o n .

Camoy =1

n

n

0

C.d n

0

Cr.d

( 1 4 )

a i n s i q u e l e t e m p s d e d m a r r a g e

td =J.nCamoy

( 1 5 )

A p a r t i r d e s g r a n d e u r s d n i e s p l u s h a u t , o n o b t i e n t u n e f o r m u l e e m p i r i q u e s i m p l e

q u i p e r m e t d ' e s t i m e r l e t e m p s d e d m a r r a g e :

td = H.FI.Cmoy

Cmoy Crmoy( 1 6 )

R e m a r q u e : P o u r l e f r e i n a g e , l e s q u a t i o n s s o n t l e s m m e s m a i s l e c o u p l e

l e c t r o m a g n t i q u e d o i t t r e n g a t i f p o u r f r e i n e r l a c h a r g e .



23/41


4 F o n c t i o n d e c o n v e r s i o n d e p u i s s a n c e

4 . 1 R e d r e s s e u r s

L e s c o n v e r t i s s e u r s a l t e r n a t i f - c o n t i n u s o n t a p p e l s r e d r e s s e u r s .

4 . 1 . 1 R e d r e s s e u r s c o m m a n d s

L e s r e d r e s s e u r s u t i l i s s p o u r l a v a r i a t i o n d ' n e r g i e ( v i t e s s e o u a u t r e ) s o n t

o b l i g a t o i r e m e n t c o m m a n d s . L e r s e a u t r i p h a s e s t e n g n r a l l a s o u r c e p o u r d e s

c o n v e r t i s s e u r s d e f o r t e p u i s s a n c e . N o u s a v o n s i c i , g u r e 2 1 , l e s f o r m e s d ' o n d e s

p o u r u n r e d r e s s e u r t r i p h a s o t o u s l e s i n t e r r u p t e u r s s o n t c o m m a n d s . L a v a l e u r

F i g . 2 1 r e d r e s s e u r t r i p h a s e t c o u r b e s p o u r u n p o n t c o m p l e t

m o y e n n e d e l a t e n s i o n r e d r e s s e e s t d e :

Ud0 =6

Vmsin

3

cos () = 1, 654.Vm.cos () ( 1 7 )

C e t t e v a l e u r e s t t h o r i q u e e t o n d o i t t e n i r c o m p t e d e s c h u t e s d e t e n s i o n s u i v a n t e s :

e m p i t e m e n t ,

s e m i - c o n d u c t e u r s

e n r o u l e m e n t s d u t r a n s f o r m a t e u r



24/41


4 . 1 . 2 G r o u p e m e n t s e t v a r i a n t e s

P o u r d e s r a i s o n s c o n o m i q u e s , o n u t i l i s e p a r f o i s d e s p o n t s m i x t e s g u r e 2 2 ,

( l a m o i t i d e s i n t e r r u p t e u r s s o n t d e s t h y r i s t o r s e t l ' a u t r e d e s d i o d e s ) . C e s p o n t s

F i g . 2 2 p o n t s m i x t e s t r i p h a s e t m o n o p h a s

p e u v e n t t r e m o n o o u t r i p h a s s . P o u r l e p o n t t r i p h a s , l a t e n s i o n m o y e n n e r e -

d r e s s e e s t d e :

Ud0 =6

Vmsin

3

1 + cos ()

2

= 1, 654.Vm.

1 + cos ()

2

( 1 8 )

L e p o n t m i x t e i n t r o d u i t d e s h a r m o n i q u e s s u p p l m e n t a i r e s p a r r a p p o r t a u p o n t

F i g . 2 3 c o u r b e s p o u r u n p o n t m i x t e t r i p h a s

c o m p l e t e t o n v i t e r a d e l ' u t i l i s e r q u a n d c e l a p o s e u n p r o b l m e s u r l e r s e a u .



25/41


g r o u p e m e n t e n a n t i - p a r a l l l e D a n s c e r t a i n e s a p p l i c a t i o n s , o n u t i l i s e d e s

g r o u p e m e n t s d e r e d r e s s e u r s s o i t p o u r o b t e n i r l a r v e r s i b i l i t d e l a m a c h i n e ( g u r e

2 4 ) , s o i t p o u r d i m i n u e r l e s h a r m o n i q u e s p r l e v e s s u r l e r s e a u ( g u r e 2 6 ) .

F i g . 2 4 g r o u p e m e n t e n a n t i - p a r a l l l e

L e g r o u p e m e n t e n a n t i - p a r a l l l e p e r m e t a u c o u r a n t c o n t i n u d e c i r c u l e r d a n s

l e s d e u x s e n s . C o m m e l e c o n v e r t i s s e u r e s t r v e r s i b l e e n t e n s i o n , n o u s a v o n s i c i u n

f o n c t i o n n e m e n t p o s s i b l e d a n s l e s q u a t r e q u a d r a n t s .

F i g . 2 5 c o u r b e s p o u r u n g r o u p e m e n t e n a n t i - p a r a l l l e

g r o u p e m e n t e n s r i e L e f a i t d ' a s s o c i e r p l u s i e u r s r e d r e s s e u r s e n s r i e p e r m e t

d e d i m i n u e r l e s c o n t r a i n t e s e n t e n s i o n s u r l e s s e m i - c o n d u c t e u r s m a i s a u s s i d e

r d u i r e l e s h a r m o n i q u e s e n c o u p l a n t l e s s o r t i e s d u t r a n s f o r m a t e u r d e d i r e n t e s

f a o n s . U n d e s e n r o u l e m e n t s e s t c o u p l e n t o i l e e t l ' a u t r e e n t r i a n g l e . C e c i d o n n e

d e s s y s t m e s t r i p h a s s d c a l s e t d o n c d e s i n s t a n t s d e c o m m u t a t i o n s p a r s e n t r e



26/41


l e s d e u x p o n t s . L a f o r m e d u c o u r a n t p r l e v a u r s e a u e s t p l u s p r o c h e d ' u n e

s i n u s o d e .

F i g . 2 6 g r o u p e m e n t e n s r i e



27/41


28/41


F i g . 2 9 g r a d a t e u r t r i p h a s

h a r m o n i q u e s q u ' i l e n g e n d r e . L a g u r e 3 0 n o u s d o n n e l e s c h r o n o g r a m m e s p o u r l a

c o m m a n d e e n t r i p h a s d u g r a d a t e u r .

F i g . 3 0 c o u r b e s d u g r a d a t e u r t r i p h a s



29/41


4 . 3 H a c h e u r s

L e s h a c h e u r s f o n t p a r t i e d e l a f a m i l l e d e s c o n v e r t i s s e u r s c o n t i n u - c o n t i n u .

4 . 3 . 1 H a c h e u r s n o n r v e r s i b l e s

L e s h a c h e u r s n o n r v e r s i b l e s o n t d e u x i n t e r r u p t e u r s . U n d e s i n t e r r u p t e u r s e s t

c o m m a n d l ' a m o r a g e e t a u b l o c a g e e t l ' a u t r e e s t c o m m u t a t i o n n a t u r e l l e . L a

g u r e 3 1 n o u s m o n t r e l e s d e u x p r i n c i p a u x h a c h e u r s u t i l i s s , s a v o i r , l e h a c h e u r

s r i e e t l e h a c h e u r p a r a l l l e . l e h a c h e u r s r i e e s t a b a i s s e u r , c ' e s t d i r e q u e s a

F i g . 3 1 h a c h e u r s s r i e e t p a r a l l l e



30/41


t e n s i o n d e s o r t i e e s t i n f r i e u r e c e l l e d ' e n t r e , a l o r s q u e l e h a c h e u r p a r a l l l e e s t

l v a t e u r .

4 . 3 . 2 H a c h e u r s r v e r s i b l e s

O n e n t e n d p a r h a c h e u r r v e r s i b l e , l e s h a c h e u r s q u i o r e n t l a p o s s i b i l i t d ' i n -

v e r s e r l e s e n s d e l a t e n s i o n , d u c o u r a n t o u d e s d e u x . D a n s c e c a s , l e t r a n s f e r t

d ' n e r g i e p e u t s e f a i r e d a n s l e s d e u x s e n s , s a v o i r , d e l a s o u r c e v e r s l a c h a r g e

o u l ' i n v e r s e . L e h a c h e u r d e l a g u r e ( 3 2 ) e s t r e v e r s i b l e l a f o i s e n t e n s i o n e t e n

c o u r a n t . O n l ' a p p e l l e h a c h e u r q u a t r e q u a d r a n t s .

F i g . 3 2 h a c h e u r s r v e r s i b l e s

4 . 3 . 3 G r o u p e m e n t s d e h a c h e u r s

P o u r d i m i n u e r l e t a u x d ' o n d u l a t i o n d e s c o u r a n t s d e s o r t i e , o n u t i l i s e d e s m o n -

t a g e s h a c h e u r s e n t r e l a c s . C e s o n t d e u x h a c h e u r s , o u p l u s , q u i f o n c t i o n n e n t d e

m a n i r e s y n c h r o n e m a i s d c a l e p o u r p a r t a g e r l e s p u i s s a n c e s m i s e s e n j e u .

F i g . 3 3 h a c h e u r s s r i e s e n t r e l a c s



31/41


4 . 4 O n d u l e u r s

U n o n d u l e u r e s t u n c o n v e r t i s s e u r s t a t i q u e a s s u r a n t l a c o n v e r s i o n d e l ' n e r g i e

d e f o r m e c o n t i n u e l a f o r m e a l t e r n a t i v e . O n d i s t i n g u e d e u x t y p e d ' o n d u l e u r s :

L e s o n d u l e u r s d e t e n s i o n q u i p a r t e n t d ' u n e s o u r c e d e t e n s i o n c o n t i n u e

e t i m p o s e l a c h a r g e u n e t e n s i o n a l t e r n a t i v e ( e n g n r a l e n c r n e a u x )

l e s c o m m u t a t e u r s d e c o u r a n t q u i p a r t e n t d ' u n e s o u r c e d e c o u r a n t c o n t i -

n u e e t i m p o s e l a c h a r g e u n c o u r a n t a l t e r n a t i f ( e n g n r a l e n c r n e a u x )

C e s o n d u l e u r s , p e u v e n t f o n c t i o n n e r l a f r q u e n c e i m p o s e l a c h a r g e , o n p a r l e

a l o r s d ' u n c r n e a u p a r a l t e r n a n c e o u u n e f r q u e n c e s u p r i e u r e e t o n p a r l e a l o r s

d e M L I ( M o d u l a t i o n d e l a r g e u r d ' i m p u l s i o n s ) .

4 . 4 . 1 O n d u l e u r d e t e n s i o n u n c r n e a u p a r a l t e r n a n c e

C e s o n d u l e u r s s o n t u t i l i s s p o u r d e s a p p l i c a t i o n s d e f o r t e p u i s s a n c e . L e f a i t

d e n e c o m m u t e r q u ' u n e f o i s p a r a l t e r n a n c e l i m i t e l e s p e r t e s d a n s l e s c o m p o s a n t s

a c t i f s . L o r s d u f o n c t i o n n e m e n t e n p l e i n e o n d e , o n f e r m e c h a q u e i n t e r r u p t e u r p e n -

F i g . 3 4 o n d u l e u r u n c r n e a u p a r a l t e r n a n c e

d a n t l a m o i t i d e l a p r i o d e T d e s t e n s i o n s a l t e r n a t i v e s d e s o r t i e . P o u r q u e c e s

t e n s i o n s f o r m e n t u n s y s t m e d e t e n s i o n s t r i p h a s e s q u i l i b r e s , o n d c a l e n t l e s

c o m m a n d e s d e s p h a s e s s u c c e s s i v e s d e u n t i e r s d e p r i o d e o u l ' c h e l l e d e l a

p u l s a t i o n , d e s f o n d a m e n t a u x d e c e s t e n s i o n s d e 23

.



32/41


F i g . 3 5 o n d u l e u r u n c r n e a u p a r a l t e r n a n c e

4 . 4 . 2 O n d u l e u r M L I

L a m o d u l a t i o n d e l a r g e u r d ' i m p u l s i o n ( M L I ) p e r m e t d e c o n t r l e r p l u s e c a -

c e m e n t u n e c h a r g e a v e c u n c o n v e r t i s s e u r s t a t i q u e . L e p r i n c i p e e s t d e s u i v r e u n e

c o n s i g n e ( p a r e x e m p l e u n e s i n u s o d e ) e n l a c o m p a r a n t a v e c u n s i g n a l t r i a n g u l a i r e

p o u r g n r e r l e s i n s t a n t s d e c o m m u t a t i o n d e s i n t e r r u p t e u r s ( g ( 3 6 ) . L o r s q u e l a

c o n s i g n e e s t a u - d e s s u s d u t r i a n g l e , c ' e s t l ' i n t e r r u p t e u r d u h a u t q u i e s t c o m m a n d

e t l o r s q u e l a c o n s i g n e e s t a u - d e s s o u s d u t r i a n g l e , c ' e s t l ' i n t e r r u p t e u r d u b a s q u i

e s t c o m m a n d .



33/41


F i g . 3 6 M o d u l a t i o n d e l a r g e u r s d ' i m p u l s i o n s

4 . 4 . 3 O n d u l e u r m u l t i - n i v e a u x

L e s o n d u l e u r s m u l t i - n i v e a u x o n t t m i s a u p o i n t p o u r a v o i r d e s f o r m e s

d ' o n d e s d e s o r t i e p l u s p r o c h e s d e s f o r m e s s o u h a i t e s q u e l e s c r n e a u x e t p o u r

p o u v o i r a u g m e n t e r l a t e n s i o n d e s o r t i e e n a s s o c i a n t p l u s i e u r s t r a n s i s t o r s e n s r i e .

F i g . 3 7 O n d u l e u r m u l t i - n i v e a u x



34/41


5 L e s c a p t e u r s

5 . 1 G n r a l i t s

U n c a p t e u r e s t u n s y s t m e q u i p e r m e t d ' o b t e n i r u n e i m a g e s o u s f o r m e e n

g n r a l l e c t r i q u e , d ' u n e g r a n d e u r p h y s i q u e . O n a p p e l l e :

m l e m e s u r a n d e c ' e s t d i r e l a g r a n d e u r p h y s i q u e m e s u r e r .

s l a g r a n d e u r d e s o r t i e d u c a p t e u r .

L a c h a i n e d e m e s u r e d u c a p t e u r n o u s d o n n e u n e f o n c t i o n e n t r e c e s d e u x g r a n d e u r s

q u i e s t c a r a c t r i s e p a r l e s n o t i o n s s u i v a n t e s :

l i n a r i t

b a n d e p a s s a n t e , t e m p s d e r p o n s e

v i e i l l i s s e m e n t

s e n s i b i l i t

s e n s i b i l i t a u x p e r t u r b a t i o n s

t a l o n n a g e

C e s c a p t e u r s f o n c t i o n n e n t s o u s d i r e n t s p r i n c i p e s p h y s i q u e s e t s o n t , s o i t a c t i f s o i t

p a s s i f s . D a n s l e c a s d e s c a p t e u r s p a s s i f s , o n u t i l i s e s o u v e n t u n c o n d i t i o n n e m e n t

q u i p e r m e t d ' a m l i o r e r t o u t e s l e s c a r a c t r i s t i q u e s c i - d e s s u s .

5 . 2 C a p t e u r s d e t e m p r a t u r e

U n g r a n d n o m b r e d e l o i s p h y s i q u e s s o n t s e n s i b l e s l a t e m p r a t u r e . C ' e s t

p o u r q u o i i l e x i s t e u n e g r a n d e d i v e r s i t d e t y p e s d e c a p t e u r s d e t e m p r a t u r e .

5 . 2 . 1 M e s u r e p a r t h e r m o c o u p l e

U n t h e r m o c o u p l e e s t c o n s t i t u d e d e u x c o n d u c t e u r s A e t B f o r m a n t e n t r e e u x

d e u x j o n c t i o n s a u x t e m p r a t u r e s T1 e t T2 . L a p r e m i r e t e m p r a t u r e e s t c o n n u e e t s e r t d e r f r e n c e e t l ' a u t r e e s t p l a c e d a n s l e m i l i e u t u d i e t r e p r s e n t e l a t e m p -

r a t u r e i n c o n n u e . I l a p p a r a t u n e d i r e n c e d e p o t e n t i e l e n t r e l e s d e u x l e c t r o d e s

q u i e s t f o n c t i o n d e l a d i r e n c e d e t e m p r a t u r e e t d u c o u p l e d e m t a u x u t i l i s .

5 . 2 . 2 T h e r m o m t r i e p a r d i o d e s e t t r a n s i s t o r s

U n e j o n c t i o n s i l i c i u m d i o d e o u t r a n s i s t o r a l i m e n t p a r u n c o u r a n t c o n s t a n t

d o n n e u n e t e n s i o n p r o p o r t i o n n e l l e l a t e m p r a t u r e . O n u t i l i s e c e t t e p r o p r i t

p o u r f a b r i q u e r d e s c a p t e u r s . E n g n r a l , o n a j o u t e u n c i r c u i t i n t g r p o u r c o n d i -

t i o n n e r l e c a p t e u r . I l e x i s t e a u s s i d e s c i r c u i t s i n t g r s p e r m e t t a n t d ' e n r e g i s t r e r l a

t e m p r a t u r e s u r u n e p r i o d e l o n g u e . C e l a e s t u t i l i s d a n s l e s s y s t m e s d e c o n t l e

d e l a c h a n e d u f r o i d e n i n t r o d u i s a n t l e c a p t e u r d a n s l e p r o d u i t a u d b u t d e l a

c h a n e ( a b a t t o i r ) e t e n l i s a n t l e s d o n n e s l a n ( m a g a s i n ) .

I l e x i s t e a u u s i d e s m e s u r e s d e t e m p r a t u r e b a s e s s u r l a m e s u r e d u b r u i t d e f o n d

q u i r e p r s e n t e l ' a g i t a t i o n t h e r m i q u e d e s l e c t r o n s d a n s u n m a t r i a u . O n p e u t



35/41


F i g . 3 8 e x e m p l e d e t h e r m o c o u p l e s i n d u s t r i e l s

a u s s i c i t e r l e s m e s u r e s p a r q u a r t z d o n t l a f r q u e n c e d e r s o n n a n c e d p e n d d e l a

t e m p r a t u r e .

5 . 3 C a p t e u r s d e p o s i t i o n

E n g n i e l e c t r i q u e , o n u t i l i s e l e s c a p t e u r s d e p o s i t i o n p o u r o b t e n i r u n e p o s i -

t i o n a b s o l u e , q u e c e s o i t e n l i n a i r e o u e n a n g l e . L e s c a p t e u r s d e p o s i t i o n s r e l a t i v e s

s e r o n t t r a i t s c o m m e c a p t e u r s d e v i t e s s e .

5 . 3 . 1 C a p t e u r s p o t e n t i o m t r i q u e s

U n p o t e t i o m t r e l i n a i r e o u r o t a t i f p e r m e t s i i l e s t a l i m e n t d e d t e r m i n e r l a

p o s i t i o n . E n r o t a t i o n , c e p r i n c i p e p e u t t r e u t i l i s s i l e s y s t m e t o u r n e l e n t e m e n t

c a r l e f r o t t e m e n t d u c a p t e u r i m p o s e u n e u s u r e . N o u s a v o n s i c i p l u s i e u r s c a p t e u r s

F i g . 3 9 e x e m p l e d e p o t e n t i o m t r e r o t a t i f s

d e p o s i t i o n a n g u l a i r e . C e s o n t d e s p o t e n t i o m t r e s q u i n ' o n t p a s d e b u t e d e n

d e c o u r s e .



36/41


5 . 3 . 2 R e s o l v e r

L e r e s o l v e r e s t u n c a p t e u r d e p o s i t i o n a n g u l a i r e s a n s c o n t a c t . I l e s t u t i l i s d a n s

l e s a p p l i c a t i o n s d ' a u t o p i l o t a g e d e s m a c h i n e s s y n c h r o n e s . L e p r i n c i p e e s t d ' a v o i r

d e u x e n r o u l e m e n t s s t a t o r i q u e s a n g l e d r o i t e t d e u x r o t o r i q u e s g a l e m e n t a n g l e

d r o i t . E n a l i m e n t a n t u n d e s e n r o u l e m e n t s r o t o r i q u e s e n a l t e r n a t i f e t e n c o u r t -

c i r c u i t a n t l ' a u t r e , l e s e n r o u l e m e n t s s t a t o r i q u e s s o n t l e s i g e d e f e m m o d u l e p a r

d e s f o n c t i o n s d e sin() e t cos() . O n r c u p r e c e s i n f o r m a t i o n s p o u r l a b o r e r l a p o s i t i o n d u r o t o r .

5 . 3 . 3 C a p t e u r d i g i t a u x

L e p r i n c i p e e s t d e c o d e r l a p o s i t i o n s u r u n c e r t a i n n o m b r e d e b i t s ( g 4 0 )

p o u r o b t e n i r u n n o m b r e n i d e p o s i t i o n . E n a u g m e n t a n t l e n o m b r e d e b i t s , o n

a u g m e n t e l a p r c i s i o n d u c a p t e u r . L e s c a p t e u r s c l a s s i q u e s s o n t c o d s s u r 1 0 b i t s

( 1 0 2 4 p o s i t i o n s ) e t l e s p l u s s o p h i s t i q u s s u r 1 2 b i t s ( 4 0 9 6 p o s i t i o n s ) . A u d e l , l a

p r c i s i o n d e s s e c t e u r s d e v i e n t d i c i l e l i r e m m e p o u r u n c a p t e u r o p t i q u e p a r

d i o d e e t p h o t o t r a n s i s t o r .

F i g . 4 0 e x e m p l e d e c o d a g e s u r 4 b i t s

5 . 4 C a p t e u r s d e v i t e s s e

L e s c a p t e u r s d e v i t e s s e p e r m e t t e n t d e m e s u r e r u n e v i t e s s e o u u n e p o s i t i o n

r e l a t i v e e n t r e d e u x p o i n t s .

5 . 4 . 1 C o d e u r s i n c r m e n t a u x

L e s c o d e u r s i n c r m e n t a u x s o n t u t i l i s s d a n s l e s a p p l i c a t i o n s d e c o m m a n d e

d e s m a c h i n e s a s y n c h r o n e s . T r o i s s o r t i e s s o n t u t i l i s e s ( A , B , T o p 0 ) . L e s v o i e s A e t

B s o n t u n e s u c c e s s i o n d e 0 e t 1 . L e c o d a g e s e f a i t e n c o m p t a n t l e s i m p u l s i o n s .



37/41


38/41


F i g . 4 2 c a p t e u r e e t H a l l

5 . 6 C a p t e u r s d e c o u r a n t

P o u r d e s f a i b l e s p u i s s a n c e s m i s e s e n j e u ( i n f r i e u r e s 1 0 0 W e t t e n s i o n i n f -

r i e u r e 5 0 V ) , o n u t i l i s e u n s h u n t q u i e s t u n e r s i s t a n c e c a l i b r e d e f a i b l e v a l e u r .

A u - d e l o n u t i l i s e s o i t u n t r a n s f o r m a t e u r d e c o u r a n t p o u r l a c o m p o s a n t e a l t e r n a -

t i v e s o i t l ' e e t h a l l p o u r l a c o m p o s a n t e c o n t i n u e s o i t l e s d e u x p o u r d e s s i g n a u x

q u e l c o n q u e s .

L a g u r e 4 3 n o u s d o n n e l e p r i n c i p e d ' u n t e l c a p t e u r .

L e u x m a g n t i q u e c r p a r l e c i r c u i t p r i m a i r e ( g r o s l s ) e s t c o m p e n s l ' a i d e

F i g . 4 3 c a p t e u r e e t H a l l

d ' u n e b o b i n e s e c o n d a i r e g r c e u n e c e l l u l e e e t H a l l a s s o c i e u n c i r c u i t

l e c t r o n i q u e . L e c i r c u i t m a g n t i q u e ( t o r e f e r r i t e ) p e r m e t d e c a n a l i s e r l e u x c r

d a n s l a b o b i n e s e c o n d a i r e e t d e m e s u r e r l a c o m p o s a n t e a l t e r n a t i v e . L e c o u r a n t s e -

c o n d a i r e e s t f o u r n i p a r l ' a m p l i c a t e u r o p r a t i o n n e l ( l u i m m e a l i m e n t p a r d e u x

s o u r c e s d e c o u r a n t c o n t i n u ) q u i a s s u r e u n f o n c t i o n n e m e n t d u t o r e u x n u l ( p a s

d e s a t u r a t i o n ) . C e m o n t a g e e s t c o m m u n m e n t a p p e l " p i n c e a m p r e m t r i q u e " .

L e r a p p o r t d u n o m b r e d e s p i r e s p r i m a i r e s e t s e c o n d a i r e s d o n n e l ' a m p l i c a t i o n d e

c e c a p t e u r .



39/41


5 . 7 C a p t e u r s d e c o u p l e

P o u r m e s u r e r l e c o u p l e e n t r e u n e m a c h i n e l e c t r i q u e e t s a c h a r g e , o n u t i l i s e u n

c a p t e u r d e c o u p l e m o n t s u r l ' a r b r e d e t r a n s m i s s i o n . C e l a i m p l i q u e q u ' u n e p a r t i e

d u c a p t e u r s o i t e n r o t a t i o n p o u r l a m e s u r e e t l ' a u t r e x e p o u r l e t r a i t e m e n t . L e s

c o u p l e m t r e s s o n t d o n c d e s l m e n t s m c a n i q u e s r e l a t i v e m e n t o n r e u x .

5 . 7 . 1 C o u p l e m t r e p a r j a u g e s d e c o n t r a i n t e s .

S u r l ' a c c o u p l e m e n t e n t r e l a m a c h i n e e t l a c h a r g e , i l y a e n g n r a l e u n e p a r t i e

l a s t i q u e p o u r a s s u r e r l a t r a n s m i s s i o n d e s e o r t s s a n a a c c o u p . O n p l a c e a l o r s

e n t r e c e s d e u x p a r t i e s d e s j a u g e s d e c o n t r a i n t e s p o u r m e s u r e r l a f o r c e e x e r c e .

C e l a e s t e n s u i t e t r a n s m i s l a p a r t i e x e e t t r a d u i t e n s i g n a l i m a g e d u c o u p l e .

F i g . 4 4 c a p t e u r d e c o u p l e

L a g u r e 4 4 n o u s d o n n e u n e x e m p l e d ' u n t e l c a p t e u r .

5 . 7 . 2 M e s u r e d ' a n g l e d e t o r s i o n

P o u r m e s u r e r l e c o u p l e , o n u t i l i s e l a d f o r m a t i o n d ' u n a x e e n t o r s i o n e n t r e s e s

d e u x e x t r m i t s .

F i g . 4 5 c a p t e u r d e c o u p l e p a r m e s u r e d ' a n g l e

L ' a v a n t a g e d e c e t y p e d e c o u p l e m t r e e s t q u ' i l n ' y a p a s d e c o n t a c t e n t r e l e s

p a r t i e s x e s e t t o u r n a n t e s . L a p r c i s i o n d p e n d d e l a q u a l i t d e l a r a l i s a t i o n

m c a n i q u e e t d o n c d u p r i x .



40/41


5 . 8 C a p t e u r s d e d b i t s e t d e n i v e a u x

I l e s t s o u v e n t u t i l e d e m e s u r e r d e s d b i t s d e u i d e . P o u r l ' a i r o u l e s g a z o n

u t i l i s e e n g n r a l d e s a n m o m t r e s ( g u r e 4 6 ) . C e t t e m e s u r e p e u t f o r t e m e n t t r e

p e r t u r b e p a r l e s t u r b u l e n c e s a u t o u r d e l ' e n d r o i t d e l a m e s u r e .

F i g . 4 6 a n m o m t r e

P o u r m e s u r e r l e s d b i t s d e u i d e , l e p r i n c i p e e s t l e m m e m a i s l e c a p t e u r o c c u p e

t o u t e l a c a n a l i s a t i o n e t l a m e s u r e e s t p l u s p r c i s e .

P o u r m e s u r e r l e s n i v e a u x , o n u t i l i s e p l u s i e u r s t e c h n i q u e s :

m e s u r e d e l a p o s i t i o n d ' u n o t t e u r ( 1 o u 2 s o n d e s c o n d u c t r i c e s )

m e s u r e d e l a f o r c e e x e r c e p a r l e o t t e u r ( c a p t e u r d e c o n t r a i n t e )

m e s u r e d e l a d i r e n c e e n t r e d e u x p r e s s i o n s ( e n c e i n t e f e r m e )

6 C o n c l u s i o n s

C e c o u r s a p e r m i s d e d o n n e r u n a p e r u d e t o u t e l a c h a n e p a r t a n t d e l ' e x p l o i -

t a t i o n d e l ' n e r g i e l e c t r i q u e v e r s s o n u t i l i s a t i o n c o n t r l e . L ' i n g n i e u r a u r a d o n c

u n e i m a g e g l o b a l e d e t o u s c e s l m e n t s e t d e l ' i n t e r a c t i o n e n t r e e u x . P o u r p l u s d e

d t a i l , i l f a u d r a s e r e p o r t e r l a l i t t r a t u r e p l u s c o m p l t e e t t r o u v e r e n f o n c t i o n

d e s o n a p p l i c a t i o n , l e s m e i l l e u r s c o m p r o m i s d e c h o i x . T o u s c e q u i e s t d c r i t d a n s

c e c o u r s f a i t a p p e l d e s n o t i o n s d e p h y s i q u e d a n s u n p l a n t r s l a r g e e t n o u s n e

m o n t r e o n s q u e l a p a r t i e u t i l i s a t i o n t e c h n o l o g i q u e d e c e s c o n c e p t s . D e s e x e m p l e s

c o n c r e t s d e d i m e n s i o n n e m e n t d e m a t r i e l v o n t v e n i r t a y e r c e c o u r s s o u s f o r m e

d e T D a i n s i q u ' u n e s r i e d e T r a v a u x P r a t i q u e s p o u r m e t t r e e n o e u v r e e t i l l u s t r e r

c e s t e c h n i q u e s .



41/41


7 B i b l i o g r a p h i e

R f r e n c e s

[ 1 ] G e o r g e s A S C H & C o l l a b o r a t e u r s , L e s c a p t e u r s e n i n s t r u m e n t a t i o n i n d u s -

t r i e l l e , D u n o d 5

me d i t i o n 1 9 9 9 I S B N 2 1 0 0 0 4 7 5 8 2 .

[ 2 ] M i c h e l P I N A R D , C o m m a n d e d e s m o t e u r s l e c t r i q u e s , D u n o d c o l l e c t i o n

l ' u s i n e n o u v e l l e 2 0 0 4 I S B N 2 1 0 0 0 5 3 2 6 4 .

[ 3 ] J e a n B o n a l & G u y S E G U I E R , E n t r a i n e m e n t s l e c t r i q u e s v i t e s s e v a r i a b l e

T o m e 1 , c o l l e c t i o n S c h n e i d e r 1 9 9 7 I S B N 2 7 4 3 0 - 0 1 3 8 - 0 .





[ 6 ] J e a n - P a u l F E R R I E U X & F r a n o i s F O R E S T , A l i m e n t a t i o n s d c o u p a g e s :

p r i n c i p e e t f o n c t i o n n e m e n t , D u n o d 3

me d i t i o n 2 0 0 0 I S B N 2 1 0 0 0 4

[ 7 ] P i e r r e M A Y E , M o t e u r s l e c t r i q u e s p o u r l a r o b o t i q u e T o m e 3 , c o l l e c t i o n D U -

N O D I S B N 2 1 0 0 0 5 9 6 0 2 .

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