master spécialisé 1 faculté des sciences de tétouan...
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Actionneurs lectriques
1. Introduction et rappels
Master Spcialis 1
Mcatronique
Facult des Sciences de Ttouan
Fvrier-Juin 2015
Jaouad Diouri
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Projet du cours, organisation
Les sances (S21S35)
Rappel des notions de base, consolidation Test 1 (mi-mars)
Principes de fonctionnement et caractristiques compares des
actionneurs Test 2 (fin avril)
Rgulation, entranement, freinage, asservissement Test 3 (mi juin)
Evaluation
3 tests (sance en +) : S26 (fin mars), S31 (dbut mai), S36 (dbut juin)
S37 (mi juin) : Exposs des tudiants
Fichiers Wildi
Electrotechnique, notions de base, Luc Lasne
Manuel de gnie lectrique, (groupe dauteurs), Dunod, Col Sciences Sup
Exercices et problmes dlectrotechnique, Luc Lasne, Col Sciences Sup
Aide mmoire lectrotechnqiue, Pierre May, usine nouvelle
Machines lectriques, cours et problmes Claude Chevasseau
Principes dlectrotechnique_Cours et exercices corrigs_Collectif_Dunod
Cahiers techniques Schneider
Collection Techniques dingnieurs
(suivre le lien pour accder au tlchargement)
https://www.dropbox.com/sh/cpblpfd1eygm9j6/AADzNrU2E02g4EoJFT4ZopwXa?dl=0https://www.dropbox.com/sh/cpblpfd1eygm9j6/AADzNrU2E02g4EoJFT4ZopwXa?dl=0https://www.dropbox.com/sh/cpblpfd1eygm9j6/AADzNrU2E02g4EoJFT4ZopwXa?dl=0
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Contenu
Partie 1: Notions de base
Circuits magntiques, transformateurs, systmes
triphass et transport de llectricit (S21S25)
Partie 2: Principes et caractristiques (S26S30)
Moteur CC
Moteur Asynchrone
Moteur Synchrone
Moteurs spciaux
Partie 3: Commande et applications (S31S35)
Rgulation de vitesse, entranement, freinage,
asservissement de position, protection
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Liens utiles
Fabricants, services, annuaires dentreprises
(entreprises, produits, annonces)
Cours et documentation en ligne
http://www.directindustry.fr/cat/moteurs-moto-reducteurs-controle-moteur-D.htmlhttp://www.givoyer.com/moteurs.htmlhttp://www.givoyer.com/moteurs.htmlhttp://equipement-electrique-electronique.europages.fr/http://equipement-electrique-electronique.europages.fr/http://equipement-electrique-electronique.europages.fr/http://www.annuaire-gratuit.ma/mots-electromecanique-m12210-p1.htmlhttp://www.marocannuaire.net/Annuaire/Annuaire.php?domaine=Construction - Industriehttp://www.marocannuaire.net/Annuaire/Annuaire.php?domaine=Construction - Industriehttp://www.moteurselectriques.fr/documentations.phphttp://www.moteurselectriques.fr/documentations.phphttp://www.moteurselectriques.fr/documentations.phphttp://www.moteurselectriques.fr/documentations.phphttp://icb.u-bourgogne.fr/universitysurf/ressources-electrostatique.htmlhttp://www.schneider-electric.fr/sites/france/fr/produits-services/cahiers-techniques/cahiers-techniques.pagehttp://www.schneider-electric.fr/sites/france/fr/produits-services/cahiers-techniques/cahiers-techniques.pagehttp://www.iai.heig-vd.ch/fr-ch/Enseignement/Supports/Forms/AllItems.aspxhttp://sitelec.org/index.phphttp://sitelec.org/index.phphttp://sitelec.org/index.phphttp://www.moteurselectriques.fr/documentations.phphttp://www.moteurselectriques.fr/documentations.php
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Panorama : domaines des puissances
Rf. Bernard MULTON, Hamid BEN AHMED, Nicolas BERNARD, Pierre-Emmanuel CAVAREC,
https://www.dropbox.com/s/ib9kcrrgegoddg8/Moteurs applications grande s%C3%A9rie_Multon.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/ib9kcrrgegoddg8/Moteurs applications grande s%C3%A9rie_Multon.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/ib9kcrrgegoddg8/Moteurs applications grande s%C3%A9rie_Multon.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/ib9kcrrgegoddg8/Moteurs applications grande s%C3%A9rie_Multon.pdf?dl=0
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Rf. Techniques de lingnieur, D-3 720, page 15
Mesure de la
distance
Exemple de systme intgrant des
actionneurs lectriques
Voir
vido
https://www.dropbox.com/s/p753bquxp97ea6v/TI_Petits moteurs %C3%A9lectriques - Genie Electrique.pdf?dl=0CCF- Machines automatises.avi
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TypologieR
f. T
I,
p
.15
https://www.dropbox.com/s/p753bquxp97ea6v/TI_Petits moteurs %C3%A9lectriques - Genie Electrique.pdf?dl=0
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Rappel des lois fondamentales
HmatriauBIldHC
)( ; .
Tout mouvement de charges lectriques s'accompagne de
l'apparition d'un champ de forces dites magntiques qui
agissent distance mme dans le vide.
Le champ magntique est de nature lectrique
Proprits essentielles :
1. Conservation du flux travers une surface ferme
2. Lignes de champ : des courbes fermes
3. Thorme dAmpre
r
I=HnI=H filbobine
2 ;
Application au calcul des
champs (n spires /m)
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Bobine seule : auto-inductance
2 bobines ou plus : Inductances mutuelles
fm induite(Faraday, Lenz)
dt
dIL
dt
dN B
1
-
Energie magntique
jji
ikij IIxLW ,
)(2
1
Ridt
diLVab
30
2
J/m 2
Bw
Tension aux bornes :
Energie magntique dun systme dinductances :
Elle est emmagasine dans lunit de volume avec la densit (dans le vide):
En prsence de matire ?
Puissance consomme :
Le signe de dpend du sens de la variation du courant.
PJ est toujours positif.
JLab PPRidt
diLiiV=P 2
LP
Actions mises en jeu : kx
WA
xk est le degr de libert du systme, A (Force si translation
ou couple si rotation selon le cas)
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tablissement et rupture du courant dans
une inductanceRupturetablissement
t
0 eI=ti
)(
Udt
diLRi
0dt
diLRi
Inconvnient : arc lectrique louverture des circuits inductifs (moteurs)
)1()( 0
t
eIti
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Ouverture des circuits inductifs
A louverture : E1 sajoute E2 =LdI/dt
(grand) arc et usure des contacts.
Lnergie emmagasine dans la bobine
est dissipe (Joule) dans larc.
Remdes pour souffler larc
R0 faible. En fonctionnement normal,
aucun courant ne passe dans R0 . A la
coupure, tout le courant passe dans R0
A louverture, la capacit se charge par
lnergie emmagasine dans la bobine, puis la
libre dans le circuit. A la fermeture, la
capacit se dcharge dans R1.
Voir : et (Cahiers Techniques Schneider)
https://www.dropbox.com/s/sz371921ngza5l7/19. Inductance.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/sz371921ngza5l7/19. Inductance.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/sz371921ngza5l7/19. Inductance.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/sz371921ngza5l7/19. Inductance.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/y8uonzt5mf5hpe7/techniques de coupure en moyenne tension.pdf?dl=0
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Dtermination graphique du courant dans
une inductance
Mthode des Volts. Secondes
LVdt
I
Il suffit de compter les
surfaces algbriquement.
Ici, on a suppos :
A1+A2=A3+A4
Voir : :
https://www.dropbox.com/s/sz371921ngza5l7/19. Inductance.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/sz371921ngza5l7/19. Inductance.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/sz371921ngza5l7/19. Inductance.pdf?dl=0https://www.dropbox.com/s/sz371921ngza5l7/19. Inductance.pdf?dl=0
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Magntisme dans la matire
La fm. induite dans une inductance en prsence de noyau de fer est plus grande que sans noyau :
0BB fer
00 BHB rrfer
M+B=B 0fer
0
HB
00 H
= Champ dexcitation magntique cr par les courants
M
= Aimantation de la matire
S
SdB 0.
Matriau linaire isotrope
r Trs grand dans les matriaux ferromagntiques
B se mesure en Tesla ou V.s/m2 ou en Wb/m2
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Matriaux ferromagntiques
Matriau dur : Cycle
large, aimants
Matriau doux : cycle
troit
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Applications
Aimants Tles de Transformateurs
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Energies magntiques en prsence de matire
nergie magntisante : nergie ncessaire pour produire B dans un matriau. Dans lunit de volume :
Energie stockable dans un milieu de permabilit(Si le matriau est linaire, loin de la saturation)
Pertes par Hystrsis :
f frquence
Pertes par courants de Foucault : effet Joule des courants induits (champ sinusodal) :
B
m HdB=w0
B=wm
2
2
1
fBP mh .2
22.. efB=P 2mf
Circuit feuillet dans
les transformateursftBB m 2sin
e= paisseur
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Applications des courants de Foucault
1. FreinageFreinage
Lorsque llectroaimant est sous tension : les
courants qui prennent naissance (courants
tourbillonnaires) dans le disque le ralentissent (force
de Laplace). Application au freinage des camions et
trains aux grandes vitesses ( vitesse qui diminue,
donc frein complmentaire)..
Parties tournantes
http://fr.telma.com/produits/fonctionnementhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Courants_de_Foucault
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Applications des courants de Foucault
2. Entranement, engrenage magntique
Si le disque est immobile et
laimant tourne, les courants
induits prennent naissance et
sont soumis la force de
Laplace qui fait tourner le
disque dans le mme sens
(pour sopposer au
mouvement relatif qui est la
cause de ces courants (Lenz))
Transmission de
mouvement sans frottement
mcanique : engrenage
magntique (Moteur
asynchrone)
Entranement par courants de Foucault.flv
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Applications des courants de Foucault
3.Four induction 4. Contrles non destructifs
Cuisson
Fonte,
mtallurgie,
haute
frquence
Dtection et caractrisation
de dfauts : Fissuration
(fissure, dlaminage...)
Mesure de paramtres
dimensionnels ou
constitutifs (paisseur, tat
de contraintes..)
http://mathinfo.univ-reims.fr/modcalc2/ModCalc2_Reims_LGEP.pdf