extrait du rapport pfa

7/25/2019 Extrait Du Rapport PFA

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Extrait du rapport

Table des matires

Introduction .................................................................................................................................... 1

I Cahier des charges ............................................................................................................ 2

1.1 Caractristiques techniques de la carte ................................................................................... 2

1.2 Caractristiques techniques du moteur ................................................................................... 2

II Dmarreur base de gradateur .................................................................................... 3

2.1 Utilit des dmarreurs .................................................................................................................... 3

2.2 Gradateur de tension pour moteur asynchrone .................................................................... 3

2.3 Applications et types de gradateurs .......................................................................................... 4

2.4 Principe gnral dun gradateur triphas ............................................................................... 4

III Contrleur numrique et contrleur analogique ................................................... 6

IV Ralisation de la carte de contrle ............................................................................... 9

4.1 Schmas synoptique ........................................................................................................................ 9

4.2 Circuit et Typon ................................................................................................................................. 5

4.3 La carte en 3D .................................................................................................................................... 9

Conclusion ......................................................................................................................................... X

Bibliographie ................................................................................................................................... X

Annexes .............................................................................................................................................. X


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Introduction

Afin dadapter la formation au besoin du march du travail, notre cole prend chaque anne

des mesures pour lamlioration de la qualit de formation initie au sein de lcole. Parmi ces

mesures, llaboration et la ralisation dun projet de spcialit, pour mettre en application les

connaissances thoriques et affiner lesprit dquipe etdinitiative.

Dans le cadre de ce projet, nous somme charges de raliser une carte lectronique garante la

rgulation du courant pour un gradateur triphas.

Ce projet met en vidence lintrt dutiliser les gradateurs comme dmarreurs pour moteurs

asynchrone, aussi lutilit de limiter le courant de dmarrage. Lutilisation dun traitement

numrique met en pratique des notions importantes telle que: lchantillonnage quantification

conversion analogique numrique et numrique analogique ainsi laffichage laide dun afficheur

LCD.

Le rapport comporte quatre grands axes. Dans le premier nous prsentant brivement les

modes de dmarrage des machines asynchrone en se focalisant sur le dmarrage laide dun

gradateur. Le deuxime axe dcrit la mthode de contrle par limitation du courant de dmarrageainsi que la boucle de rgulation raliser. Le troisime est un comparatif entre les deux solutions

analogique et numrique. Le dernier axe est consacr la conception et ralisation de notre carte.


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I Cahier des charges

Le travail demand est de raliser une carte lectronique permettant de rguler le courant dun

dmarreur base de gradateur pour moteur asynchrone.

1.1 Caractristiques techniques de la carte

N Fonction Caractristiques remarques

1 Dimensions 14cmX20cm

2 Alimentation 15v -15v 5v Externe

3 Imax 200A >8Id

4 Vout (alpha) 0 12v ==

5 Affichage Alpha

6 Affichage Gain proportionnel

7 Affichage I consigne

8 Rglage Gain proportionnel

9 Rglage I saturation

10 Solution numrique Microcontrleur

11 Simulation Logiciel proteus

1.2 Caractristiques techniques du moteur

N Fonction Caractristiques remarques

1 Moteur MAS

2 Puissance nominale 3kw

3 Imax 200A >8Id

4 Tension 220v 380v

5 Facteur de puissance 0,8


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II Dmarreur base de gradateur

2.1 Utilit des dmarreurs

Le dmarrage en direct sur le rseau de distribution des moteurs asynchrones est la solution la plus

rpandue et est souvent convenable pour une grande varit de machines. Cependant, ellesaccompagne parfois de contraintes qui peuvent savrer gnantes pour certaines applications,

voire mme incompatible avec le fonctionnement souhait au niveau de la machine :

Appel de courant au dmarrage pouvant perturber la marche dautres appareils connects

sur le mme rseau,

A-coups mcaniques lors des dmarrages, inacceptables pour la machine ou pour le confort

et la scurit des usagers,

Impossibilit de contrler lacclration et la dclration,

Impossibilit de faire varier la vitesse,

Les dmarreurs et les variateurs de vitesse suppriment ces inconvnients. La technologie

lectronique leur a donn plus de souplesse et a tendu leur champ dapplication.

2.2 Gradateur de tension pour moteur asynchrone

Ce dispositif de variation de tension, exploitable pour lclairage et le chauffage, nest utilisable

quavec des moteurs asynchrones cage rsistante ou bagues (cf. fig. 01). Ces moteurs

asynchrones sont dans la majorit des cas triphass, occasionnellement monophass pour les

petites puissances (jusqu 3 kW environ). Souvent utilis comme dmarreur ralentisseur

progressif, dans la mesure o un couple de dmarrage lev nest pas ncessaire, un gradateur

permet de limiter lappel de courant, la chute de tension qui en dcoule et les chocs mcaniques

dus lapparition brutale du couple.


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Fig. 01: couple disponible dun moteur asynchrone aliment tension variable et dont le rcepteur prsente un couple

rsistant parabolique (ventilateur) [a]- moteur cage dcureuil, *b+- moteur cage rsistante.

2.3 Applications et types de gradateurs

Parmi les applications les plus courantes citons le dmarrage des pompes centrifuges et des

ventilateurs, des convoyeurs bande, des escaliers roulants, des portiques de lavage

dautomobiles, des machines quipes de courroieset en variation de vitesse sur lesmoteurs de

trs faible puissance ou sur les moteurs universels, comme dans loutillage lectroportatif. Mais

pour certaines applications, telle la variation de vitesse des petits ventilateurs, les gradateurs ont

quasiment disparu au profit des convertisseurs de frquence plus conomiques en phase

dexploitation

2.4 Principe gnral dun gradateur triphas

Le circuit de puissance comporte, par phase, 2thyristors monts tte-bche (cf. fig. 9). La variation

de tension est obtenue en faisant varier le temps de conduction de ces thyristors au cours de

chaque demi-priode. Plus linstantde lamorage est retard, plus la valeur de latension

rsultante est faible. Lamorage des thyristors est grpar un microprocesseur qui assure

galement les fonctions suivantes :

contrle des rampes de monte en tension et de diminution de tension rglables ; la rampe

de dclration ne pourra tre suivie que si le temps de dclration naturel du systme

entran est plus long ;

limitation de courant rglable ;

sur couple au dmarrage ;

commande de freinage par injection de courant continu ;

protection du variateur contre les surcharges ;


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protection du moteur contre les chauffements dus aux surcharges ou aux dmarrages trop

frquents ;

dtection de dsquilibre ou dabsence dephases, de dfauts thyristors. Un tableau de bord

qui affiche diffrents paramtres de fonctionnement apporte une aide la mise en service, lexploitation et la maintenance. Certains gradateurs, tels lAltistart (Telemecanique)

peuvent commander le dmarrage et le ralentissement :

dun seul moteur,

de plusieurs moteurs simultanment, dans la limite de son calibre,

de plusieurs moteurs successivement par commutation. En rgime tabli, chaque moteur

est aliment directement par le rseau travers un contacteur.

Seul lAltistart dispose dun dispositif brevet permettant une estimation du couple moteur ce qui

permet deffectuer des acclrations et dclrations linaires et, si ncessaire, de limiter le couple

moteur. Inversion du sens de marche et freinage Linversion du sens de marche seffectue par

inversion des phases dentre du dmarreur. Le freinage se fait alors contre-courant et toute

lnergie est dissipe dans le rotor de la machine. Le fonctionnement est donc par nature

intermittent.

Fig. 02: dmarreur de moteurs asynchrones et forme du courant dalimentation.

Tension efficace: on dmontre dans le cas dune charge rsistive que :


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Conclusion du chapitre.

Pour remdier ces deux problmes majeurs :

Absorption dun courant de dmarrage 5 6 fois In.

Couple de dmarrage important jusqu 2Tn qui cause des chocs mcaniques.Le compromis sera de limiter le courant de dmarrage tout en conservant un couple moteur

suffisant pour assurer le dmarrage.

Pour limiter le couple et courant, on agit sur la valeur efficace de la tension dalimentation:

Le courant de dmarrage est rduit dans les mmes proportions que la tension.

III Contrleur numrique et contrleur analogique :

Conclusion du chapitre.

Nous avons choisis une solution qui se base sur le traitement numrique de linformation pour les

avantages suivant :

a) Des circuits numriques

Plus stable.

Aucun rglage pendant le fonctionnement.

Technologie utilise (IC, LSI, VLSI, ..) trs volutive. Cot en baisse.

Taille rduite.

Rapidit de traitement croissante.

Liaison numrique analogique de plus en plus performante.

b) Des contrleurs numriques

Meilleure productivit.

Profit maximum - Cot minimum - nergie minimum.

Prix de composantes (P et DSP) en baisse.

Composantes peu susceptibles au vieillissement et lenvironnement.

Processeurs numriques plus compacts et plus lgers (Microcontrleur).

Meilleure dextrit (poids, encombrement et consommation lectrique rduits).


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IV Ralisation de la carte de contrle

4.1 Schmas synoptique

Fig : 05 Schma synoptique de la carte de rgulation de courant.

Description

Le courant du moteur IMAS est compar a une consigne donne, la diffrence est transmis au gain si elle est

positif sinon il prend la valeur = 0. est multiplie par un gain puis crte par une valeur de saturation. A la

sortie de ce bloque une commande est envoye au gradateur.

Notre programme implant dans le microcontrleur effectue le traitement dcrit au-dessus

puis donne la sortie langle alpha sur 8 bits. Cette valeur est convertie en signal analogique laide

dun CNA externe. Puis amplifie avant dtre envoye au gradateur

Les trois potentiomtres permettent de rgler les paramtres :

Gain proportionnel de la boucle.

I consigne : consigne de courant. S saturation : valeur de la saturation qui limite alpha.

Un afficheur LCD permet de visualiser les trois grandeurs : [

Alpha.

Gain.

I consigne.

I consigne

I MAS


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4.2 Circuit lectrique et Typon de la carte

Echelle : 1:1(Circuit lectrique sur ISIS)

ENSEM 2014/2015

Encadr par :Mr. SANDALI

A4 Ralis par : OUSSA & SAHRAOUI GE : GSEFig 10 : circuit lectrique de la carte ralise


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Echelle : 1:1(ct cuivre, Typon)

ENSEM 2014/2015

Encadr par :Mr. SANDALI

A4 Ralis par : OUSSA & SAHRAOUI GE : GSENote : Le circuit imprimmanque de quelque strabes


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4.3 La carte en 3D

Organigramme et programme de la boucle

int imax;int icons;int iseil;int alpha;

int K,m;int angle;

char cmp;void main() {

TRISA = 0xFF;

TRISB = 0x00;

TRISC = 0x00;portc=0x00;ADC_Init();

//PWM1_Init(5000);//PWM1_Start();K=1;cmp=0;

angle=0xff;while(1){

Imax = ADC_Read(0) >> 2;

K = ADC_Read(1) >> 2;icons = ADC_Read(2) >> 2;

angle = ADC_Read(3) >> 2;// Boucle d'elimination de la difference negative

if(icons

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