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Technologies de redressementDOSSIER

LA REVUE DES PROFESSIONNELS

ActualitsActualitsLancement de la nouvellemarque BeTRONICS

NouveautsChargeurs de batterieset Alimentations DC Rgules BeSAFE

Nouveauts

SolutionsSolutionsPompage solaire

ED

ITO

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Notre secteur lectrique s'est inscrit depuis plusieurs annes dans une dmarche volontaire de dve-loppement de l'activit l'export et les rsultats atteints sont trs encourageants et placent notre secteur parmi les secteurs qui s'exportent le plus et le mieux en Afrique.

Il est donc certain que le secteur lectrique a inscrit l'orientation l'export comme tendance lourde et structurelle et levier de dveloppement et croissance. Toutefois, les dernires orientations 2014 et les eorts de notre diplomatie marocaine favorisent davantage cette orientation et pousse l'ensemble des acteurs de notre secteur envisager l'export, non pas en mode opportuniste, mais plutt en mode structur.

Par ailleurs, les pouvoirs publics ont mis en place une multitude de programmes d'encouragement l'export, ce qui permet l'entreprise marocaine de se sentir paule dans ses dmarches de prospec-tion, car rappelons le, la diversication l'export reste une dmarche dicile et complexe et le sera davantage. En eet, l'instar du Maroc, d'autres pays d'Asie, d'Europe et mme d'Afrique ont lanc des programmes similaires et l'entreprise marocaine trouvera sur son chemin des concurrents srieux sur ces marchs trs convoits. Il est donc important, pour l'ecacit des actions de dvelop-pement l'export, d'avoir un programme volontaire et consistant.

Une volont de dvelopper seule ou une dmarche sur le mode opportuniste ne sont certainement pas assez pour percer en Afrique.

Souhaitez-nous bon courage!

L'export en Afrique,un eet de mode ouune tendance lourde ?

Publi par CENTRELEC : 34 Bd. Moulay Slimane, Casablanca 20290 Tl.: 05 22 34 57 00 Fax : 05 22 24 40 41centrelec@centrelec.ma Rdaction : Ali ELHARTI - Ahmed ROCHDI - Asmae BELGHITI ALAOUI

Ghita ELHARTI - Kha l i l S IBARI Tirage : 3000 exemplaires

E C H O S C E N T R E L E C N 3 1 / O C T O B R E 2 0 1 4

Ali EHARTIDirecteur Commercial et Marketing CENTRELEC

Animateur Rgion Maghreb ASMEX

S O M M A I R E

P.4 NOUVEAUTS

P.7 QUESTIONS FRQUENTES

P. 9 DOSSIER

P.18 PRODUITS

Lautomate extensible Micro 850

Les automates Compact Logix

P.19 DIMENSIONNER

P.21 SOLUTIONS

ACTUALITS

Deux annes de recherches et de travail collabora-tif ont permis CENTRELEC et son partenaire LEXIS Engineering Systems de lancer une marque de produits 100% conus, dvelopps et fabriqus au Maroc sous le nom de BeTRONICS.

Le premier euron de cette marque est la gamme BeSAFE de chargeurs de batteries et alimentations DC rgules.

Une deuxime gamme de produit sera sur le march en dcembre 2014.

Aprs le lancement de cette 2me gamme, la posi-tion de LEXIS Engineering Systems au niveau du march de la conception et la fabrication des produits lectroniques sera donc arme.

En tant que distributeur exclusif de BeTRONICS, CENTRELEC en collaboration avec LEXIS Enginee-ring Systems sengagent vous orir plusieurs avantages : des dlais de livraison rduits (8 semaines en standard), un support technique local ractif, une adaptation aux besoins des marchs Marocains et internationaux, une intervention en SAV ultra rapide et pleins dautres avantages.

LANCEMENT DE LA NOUVELLE MARQUE BeTRONICS

Chargeur de batteries et AlimentationsDC Rgules BeSAFE

Technologies de redressement

Comment choisir les indices de protection IP ?

Pompage solaire

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Techniques de coupure en MT :Quelles sont les principales diffrencesentre les disjoncteurs coupure sous videet coupure sous SF6 ?

Les canalisations lectriques prfabriques,quand est-ce quelles deviennent un choixdexcellence ?

Ali EHARTIDirecteur Commercial et Marketing CENTRELEC

Les nouvelles gammes de produitsde ventilation et de conditionnementPLASTIM

Le nouveau Kit NEMO 96HDL de IME

Grce leur conception modulaire et la possibilit dajout doptions prcongures, les systmes BeSAFE peuvent facilement et rapidement tre adapts vos besoins les plus spciques.

* Pour plus de dtails, consultez la brochure jointe ce numro

NOUVEAUTS

BeSAFE est une gamme de chargeurs de batteries et alimentations industrielles de 24V 220V DC, grs par une Unit de Contrle Numrique qui permet des performances de rgulation du courant de sortie et de charge des batteries leves et stables dans le temps.

La gamme BeSAFE est constitue de systmes standards qui couvrent une large varit de besoins; ce qui nous permet de proposer des dlais de livraison trs courts :

Conception modulaire pour une maintenabilit leve

Isolation galvanique

Ondulation rsiduelle 2,5% RMS (1% avec filtrage renforc)

Unit de Contrle Numrique et monitoring volu

Communication RS232C, RS485, MODBUS, Ethernet

Protections dentre et de sortie

Protection contre les surtensions

Mise en parallle redondante des chargeurs

Indice de protection dIP21 IP55 convection force

Test approfondi des batteries avec mesure de la capacit relle

Adapt aux conditions environnementales svres

Respects des normes internationales.

Chargeurs de batteries et alimentations scurises industrielles robustes et fiables, adaptes aux exigences et aux contraintes dutilisation les plus svres

BeSAFE, premier n de la marque BeTRONICS *

Caractristiques et avantages

5Cherchez-vous allonger le temps de lamortissement de vos instal-

lations et rduire votre besoin en fonds de roulement ?

Etes vous soucieux de la dure de vie de vos quipements et de

leort que vous fournissez en les maintenant et en les remettant en

marche, aprs des arrts causs par la poussire ou les surchaues ?

Grce aux nouvelles gammes de produits de ventilation et de condi-

tionnement, cest possible. Ces nouvelles gammes vous aideront

garder vos quipements dans un environnement propre, protecteur

et propice un bon fonctionnement et une longvit considrable.

NOUVEAUTES

Elments chauants - Large tension dalimentation

- Ventilateurs en option - Protgs lectroniquement contre les surcharges

Ventilateurs - Une dure de vie de 50 000 heures

- Munis dun IP44 - Protgs contre les surcharges

Thermostats et hygrostats - Rglage 0-60C, 10% et 0%

- 2 contacts jusqu 15A

Les lments chauants, les ventilateurs et les Thermos-tats/hygrostats fonctionnent travers une combinaison et prsentent ainsi les caractris-tiques suivantes :

Les nouvelles gammesde produits de ventilationet de conditionnement PLASTIM

PLASTIM, des produits axs sur la continuit du service et la prennit des installations

NO

UV

EA

UT

ES

Le nouveau Kit NEMO 96HDL de IME

Le stthoscope performant et conomique

Ce kit spcial est compos de lanalyseur de rseau Nemo 69-HDL, performant et conomique, en plus de trois TC

ouvrables TA25/36.

Il sonde vos applications BT pour diagnostiquer lquilibre et ladaptation de la puissance consomme/disponible

(active et/ou ractive).

Spcialement conu pour sintgrer, en deux tours de vis, vos installations existantes.

La qualit de ses performances saura certainement vous convaincre.

Raccordement sur rseau monophas ou triphas 3/4 fils non quilibr

Achage : LDC rtro-clair

Format : 96x96mm

Sortie : impulsions

Sortie : pour 1 module plug-in optionnels (communication RS485 ou RS232)

Communication Ethernet avec interface externe

Courant 1A - sur TC ouvrables ddis, TA24/36 (calibres 100-150-250-400-600A)

Tension : 80500V (phase-phase) - Rapport TC et TT programmable

Alimentation auxiliaire : 80265Vac/110300Vdc

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Caractristiques

QUESTIONS FRQUENTES

Techniques de coupure en MT; quelles sont les principales diffrences entre les disjoncteurs coupure sous vide et coupure sous SF6 ?

Avant dnumrer les points de direnciation, il convient de rappeler que :

- La coupure sous vide et sous SF6 reprsentent deux technologies modernes en plein dveloppement.

- Elles sont adaptes la plupart des applications; cepen-dant les fonctionnalits et performances dirent selon la technologie de coupure et la nature de lapplication.

- Une valuation technico-conomique globale des deux techniques montre un point dquivalence situ entre 12 et 24 kV, avec un avantage relatif pour la coupure sous SF6 au-dessus de ce niveau de tension, et pour la coupure sous vide en dessous de ce mme niveau.

Elments Sous vide SF630 ans 30 ans

Non (scell vie) Non (scell vie)

Aprs 10.000 oprations ou chaque 10 ans Aprs 10.000 oprations ou chaque 10 ans

Suprieure 10000 oprations Suprieure 10000 oprations

50 100 oprations 20 50 oprations

Faible probabilit (dpend des matriaux utiliss)

Trs faible probabilit (dpend des matriaux utiliss)

Trs faible probabilit (dpend de lrosion des contacts, donc des matriaux)

Trs faible probabilit (Lisolation du SF6 est affecte par le traitement de la surface des contacts)

Aucun Gaz effet de serre, ncessite un recyclage enfin de vie.Suffocant haute concentration (au mme titreque dautres gazes inertes tels que lhlium,largon, ou lazote) :La ventilation du local dans lequel il est employ suffit normalement rduire les risques de suffocation.

Dure de vie

Frquence de maintenance

Chambre de coupure

Mcanisme d'enclenchement/ dclenchement

Endurance mcanique sans maintenance

Nombre doprations Isc

Surtension pendant la coupure

Probabilit de ramorage

Impact sur lenvironnement

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Les canalisations lectriques prfabriques sont prconiser principalement dans la prsencedes cas de figures suivants :

- Le nombre de conducteurs par liaisons et par phases dpasse 4 et pratiquement pour toutes les liaisons partir

de 3600A. (NF 15 100)

- La connexion de plusieurs charges susceptibles de changer demplacement, disperses de manire fixe ou volu-

tive dans un large espace de travail, et/ou ayant un indice de foisonnement infrieur 0,7.

- La prsence de contraintes dencombrement.

- La mise en place des installations critiques o le risque dincendie est prsent.

- La mise en place dinstallations de soudage larc ; vu la grande tenue au courant de court circuit de petite dure.

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Les canalisations lectriques prfabriques, quand est-ce quelles deviennent un choix dexcellence ?

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Technologies de redressementD

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RE C H O S C E N T R E L E C N 3 1 / O C T O B R E 2 0 1 4

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Notre univers technologique est devenu fortement dpendant de la disponibilit conti-nue du courant lectrique et plus particulirement pour les oprateurs industriels et tertiaires, dont les processus de fonctionnement ou de production ne supportent pas dinterruption.

En eet, on a absolument besoin dune alimentation lectrique de substitution pour faire fonctionner les appareillages ou les services vitaux, en cas de coupure dalimenta-tion du rseau lectrique pour les cas suivants :

Process industriel ptrochimique ;

Eclairage dans une salle dopration dhpital ;

Chane du froid dans lagroalimentaire ou la grande distribution ;

Machineries dascenseurs et manges en mouvement ;

Systmes de scurit, dincendie, de tlphonie et dalarmes ;

Serveurs informatiques dans les banques ou les services Internet ;

etc.

1 - La fonction redressement ;

2 - Technologies de redressement : - 6 pulses ; - 12 pulses ; - 24 pulses.

Vous dcouvrirez en dtails dans le dossier la fonction redressement travers les points suivants :

DOSSIER

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Dans ce numro, nous traitons les redres-seurs en tant quoutil permettant dassu-rer la disponibilit permanente de toutes vos applications industrielles ncessitant un courant continu, que ce soit dans le domaine des hydrocarbures, du gaz et de la ptrochimie, de la gnration dner-gie, des transports etc.

Le chargeur de batterie devra garantir une alimentation en nergie extrme-

ment able ainsi quune haute capacit de charge de la batterie industrielle.

La fonction du redresseur au sein dun ASI DC (Alimentation Sans Interruption DC) est de transformer la tension alterna-tive dentre en tension continue en sortie qui va servir la fois charger la batterie de secours et alimenter les quipements ncessitant la tension continue.

La fonction redressement se ralise par l'utilisation :

soit d'un pont de diodes, o le redresseur est non-command

Les redresseurs non commands, essentiellement raliss partir de diodes, sont utiliss lorsque la tension de sortie n'a pas besoin d'tre ajuste.

soit d'un pont de thyristors, o le redresseur est command

Les redresseurs commands, dont la tension de sortie peut-tre variable, com-portent des thyristors ou des ensembles de diodes et de thyristors. Du fait de leur importante puissance massique, ces redresseurs sont toujours utiliss en forte puissance et aussi lorsqu'il est ncessaire de rguler ou de faire varier les gran-deurs lectriques en sortie. En faible et moyenne puissance, les redresseurs commands thyristors sont en voie d'obsolescence et sont avantageusement remplacs par la mise en cascade d'un redresseur command ou non-command et d'un convertisseur conti-nu-continu.

soit d'un pont mixte Cest un pont redresseur qui contient la fois des diodes et des thyristors et qui regroupe les avantages et les inconvnients du pont command et non command.

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Montages 2 : PD3 avec source en toile et deux commutateurs ou redresseurs "en pont"

Pour obtenir une tension continue, on redresse un ensemble de 3 tensions alternatives, gnrale-ment supposes sinusodales et formant un systme triphas quilibr. Ces tensions peuvent tre les tensions aux bornes d'un alternateur. Gnralement, elles sont fournies par le rseau triphas, par l'intermdiaire d'un transformateur.

On distingue deux types de montages souvent utiliss :Montages 1 : P3 : avec source en toile et un seul commutateur ou redresseur "simple alternance"

Figure 1 : Montage P3 des diodes

Figure 2 : Montage PD3 toutes diodes

(1) D1

D2

D3

(2)

(3)

(K)

(n)

US(t)

L

R

E

IS(t)

(1)

(2)

(3)

(K)

US(t)

L

R

E

IS(t)

D1 D3 D5

D4 D6 D2

(A)

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Selon le besoin client et lapplication pour

laquelle est destin ce redresseur, le choix de

la technologie simpose, avant de traiter les

avantages et les inconvnients de chacune ;

une tude brve sur un pont redresseur

savre ncessaire.

Dans les chargeurs de batteries, le circuit

redresseur le plus courant est un pont mixte

de thyristors et de diodes 6 pulses ou bien un

pont complet. Il est constitu de six diodes

commandes ou non.

Le redresseur 6 pulses est simple et bon

march, mais gnre de nombreux harmo-

niques de rangs faibles (5, 7, 11), en particulier

avec une petite inductance de lissage.

DOSSIER

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Figure 3 : Technologies de redressement 6, 12, 24 pulses.

Technologie 6 pulsesPont de Gratz triphas Thyristors

Ce type de redresseur est ralis en utilisant un montage en pont de Gratz avec des Thyristors, comme le montre le schma suivant :

Figure 4 : Pont redresseur 6 pulses complet

SUPPOSONS QUE NOUS AVONSLE SYSTME TRIPHAS SUIVANT :

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Les tensions V1, V2 et V3 reprsentes dans la gure 4 sont entre phases et neutres (tensions simples) de valeur ecace. Si les enroulements sont monts en toile, en utilisant le neutre, ce sont alors les tensions simples qui sont utilises, ce qui fait perdre l'intrt du triphas.Quand les enroulements sont en triangle, on ne dispose que des tensions composes.

Les fonctions Max et Min assurent que :

- Parmi les thyristors Th1, Th3, Th5, cest celle qui a la tension sur son anode la plus positive qui conduit.- Parmi les thyristors Th2, Th4, Th6, cest elle qui a la tension sur sa cathode la plus nga-tive qui conduit.

Figure 5 : Formules mathmatiques du rseau triphas

Figure 6 : Tension de sortie en fonction des diodes

Rsumons les valeurs de la tension de sortie en fonction des diodes qui conduisent :

La valeur moyenne de la tension de sortie est la suivante dun pont complet :

Couple de diodes 1,6 1,2 3,2 3,4 5,4 5,6

Tension de sortie Vs

U12 U13 U23 U21 U31 U32

Posons la priode de ces tensions.

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DOSSIER

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Pour une mme valeur dAlpha, le facteur de puissance F du pont mixte est plus faible, (donc moins bon!) que son homologue six thyristors.Par exemple, pour pour le pont mixte, alors qu'il vaut 0,84 pour le pont complet : avantage pont complet.

L'allure du courant d'entre du pont mixte ressemble plus une sinusode que le courant carr du pont complet. Le taux de distorsion harmonique du courant d'entre du pont mixte est donc plus faible.

Il apportera donc moins d'harmoniques sur le rseau en amont.

En conclusion, la question des harmoniques de courant dans le rseau, tant un vritable problme actuel, on peut tre amen prfrer un pont mixte malgr son facteur de puissance plus faible que le pont complet. Le relvement du facteur de puissance en amont pouvant se rvler plus simple que le ltrage des harmoniques.

Figure 7 : Rang des harmoniques

Avantages pont complet

Avantages pont mixte

Technologie 12 pulsesLe redresseur 12 pulses est ralis en raccordant en paral-lle deux redresseurs 6 pulses pour alimenter un bus conti-nu. Les redresseurs sont aliments par un transformateur trois enroulements ou par deux transformateurs deux enroulements. Dans les deux cas, les secondaires des transformateurs sont dphass de 30.

Avantages de la technologie 12 pulsesCt rseau, certains harmoniques sont en opposition de phase et donc supprims. En thorie, la composante harmonique de plus faible frquence vue ct primaire du transformateur est lharmonique de rang 11.

Inconvnients de la technologie 12 pulses

Linconvnient majeur de cette solution est le recours des transformateurs de conception spciale et le surcot par rapport un redresseur 6 pulses.

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Figure 8 : Distorsion des dirents types de redresseur.

Technologie 24 pulses

Le principe du redresseur 24 pulses est galement illustr la figure 3. Il com-porte deux redresseurs 12 pulses en parallle avec deux transformateurs trois enroulements dont les enroulements primaires sont dphass de 30.

Avantages de la technologie 24 pulsesPratiquement toutes les harmoniques basses frquences sont supprimes.

Inconvnients de la technologie 24 pulsesLinconvnient majeur de cette solution est lencombrement et son cot lev.

La forme des ondes de courant dun redresseur contrl est prsente sur la gure 8, mais sachant quil dcale londe de courant suivant langle dallu-mage, le facteur de puissance total charge partielle est assez faible. Ce faible facteur de puissance entrane un courant apparent lev et les courants harmoniques absolus sont plus levs quavec un redresseur diodes.

En plus de ces problmes, les redresseurs contrls provoquent des encoches de commutation sur londe de tension rseau. La position angulaire des encoches varie avec langle dallumage.

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DOSSIER

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Figure 9 : Harmoniques de courant rseau dans le pont dIGBT rgnratif.

Lutilisation dun pont redresseur constitu de composants commutation naturelle prsente plusieurs avantages et atouts par rapport aux ponts com-mutation contrle.

Tout comme un redresseur contrl, cette conguration matrielle autorise la fois le redressement et la rgnration, mais permet, en plus, de rgler spar-ment le niveau de tension continue et le facteur de dphasage, quelque soit le sens de circulation du courant.

Avantages du pont IGBT rgnratif

Fonctionnement sr en cas de perte rseau.

Dynamique leve de la commande de lentranement, mme dans la plage daaiblis-sement de champ.

Possibilit de gnrer de la puissance ractive, voire de compenser les courants harmo-niques des charges en parallle.

Courant dalimentation quasi sinusodale avec faible teneur en harmoniques (les mesures ralises sur un entranement avec redresseur IGBT sont illustres la figure 7).

En comparant la gure 9 la gure 7, on observe une dirence nette : le pont dIGBT prsente de trs faibles harmoniques aux plus basses frquences, mais lgrement plus levs aux plus hautes frquences.

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DO

SS

IER

Inconvnients du pont IGBT rgnratif Le principal inconvnient est le surcot important li au pont dIGBT et au ltre supplmentaire requis.

La gure ci-aprs (Figure 10) montre la forme donde et la diminu-tion du taux de distorsion harmonique en changeant la technologie de redressement du pont 6 pulses 12 pulses ; au pont IGBT sans ajout dune self de ltrage.

Lindicateur de choix dun pont de redressement est le compromis davoir une pollu-tion harmonique minime dans le rseau lectrique, en dautres termes : avoir un taux de distorsion harmonique en courant (THDI) et un prix raisonnable. Pour respecter ce compromis, on accompagne les ponts de redressements 6 pulses par des circuits de ltrage bien dimensionns, au lieu de passer la technologie 12 pulses ou 24 pulses, vu lencombrement et leur cot lev.

Figure 10 : Taux de distorsion Harmonique dans les technologies6 pulses, 12 pulses et IGBT

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Pont redresseur 6 pulses

Pont redresseur 12 pulses

Pont redresseur IGBT

PR

OD

UIT

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PRODUITS

Lautomate extensible Micro 850

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Fonctionnalits et avantages

Ethernet/IP pour la programmation avec Connected Components Workbench, les appli-cations RTU et la connexion dIHM.

Port Ethernet embarqu pour une connectivi-t plus performante quavec le port srie.

Conception adapte aux applications de machines autonomes de grande envergure qui requirent des E/S analogiques et TOR de plus haute densit et de plus grande prcision par rapport lautomate Micro830.

Possibilit dextension jusqu 132 E/S TOR sur un automate 48 points laide des modules E/S dextension Micro850.

Prise en charge de quatre modules E/S dexten-sion Micro850 maximum.

Flexibilit accrue grce aux borniers dbro-chables.

Version standard du logiciel Connected Com-ponents Workbench disponible en tlcharge-ment gratuit (Lien)

Les automates CompactLogix et Compact GuardLogix srie 1768 conviennent parfaite-ment aux applications de petite moyenne taille qui exigent scurit, mouvement et/ou communications complexes.

Fonctionalits et avantages

Une grande fonctionnalit dans une base peu coteuse Une intgration des contrles standards et de scurit sur le systme en entier Une compatibilit avec les modules dentres et sorties ArmorBlock Guard I/O ou Compact-Bloc Guard I/O pour la connectivit des disposi-tifs de terrain sur les rseaux EtherNet/IPou DeviceNet. Une prise en charge d'inter verrouillage de scurit entre les automates GuardLogix sur les rseaux EtherNet/IP ou ControlNet Des Fonctionnalits de commande de mouve-ment et de scurit intgres dans un seul automate

Les automates Compact Logix

La Micro 850 est caractrise par la flexibilit, loptimisation de la performance des E/S et lencombrement rduit.Lautomate extensible Micro850 est votre solu-tion idale !

DIMENSIONNER

Comment choisir les indices de protection IP ?

DnitionsLe code IP pour Indice de Protection ou Ingress Protec-tion indique le degr de protection fourni par lenveloppe de tout quipement ou appareil lectrique contre tout accs aux parties dangereuses, toute pntration d'objets trangers solides et toute inltration d'eau. Le code IP reprsente le systme d'identication des degrs de protection en conformit avec les prescriptions de la norme internationale IEC 60529, la norme franaise NF 15 100 ou lAllemande DIN40050. A noter que les dirences entre ces standards sont tellement nuances pour considrer ces trois standards homognes.

Le code IP lui-mme est simple apprhender : il sagit toujours dune criture en IP XY ; X dnit la protec-tion contre la pntration de corps solides et Y dnit la protection contre la pntra-tion de l'eau avec eets nuisibles.

Des lettres optionnelles peuvent tre ajoutes en suxe comme le montre la gure et le tableau suivant :

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Comment ectuer votre choix ?

Il nexiste pas aujourdhui de normes explicites liant lenvironnement dinstallation et lIP requis dans les dirents milieux industriels ; La NF 15 100 dfinit les IP requis pour lappareillage destin aux milieux humides.

dans lhabitation selon les volumes dnis par cette mme norme. Toutefois le guide NTE C 105 annex cette norme prsente ses recommandations sur ce sujet, la table ci-aprs rsume ces recommandations pour le milieu industriel :

DIM

EN

SIO

NN

ER

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SOLUTIONS

Pompage solaire

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Le principe du pompage solaire est techniquement simple et conomiquement intressant; il sut de rappeler que 45% de la puissance solaire installe au Maroc est destine aux applications de pompage. A travers ce sujet, nous tcherons de dnir de manire trs succincte la ligne suivre lors de la conception dune installation de pompage solaire dite au l du soleil (sans stockage dnergie lectrique).

Les lments de base pour tout systme de pompage solaire sont : Les panneaux solaires Le variateur de vitesse Lensemble moteur-pompe Le rservoir de stockage

Pour la dnition des caractristiques de chacun de ces lments, il faut remonter du besoin en eau passant par lnergie solaire disponible durant le mois le moins optimal ( Le plus dfavorable).

Figure 1 : les lments de based'un systme de pompage solaire

Figure 2 : les principaux paramtresdu positionnement des panneaux photovoltaques

E hyd =HmgVa

Les besoins en nergie hydraulique

Le besoin journalier en nergie hydraulique est la quantit dnergie requise pour le pompage de leau ncessaire dun puits vers un rservoir et peut sapproximer comme suit :

Lnergie solaire journalire disponible par m

Lnergie solaire disponible la sortie des panneaux solaires par m, est fonction, hormis leurs caractris-tiques intrinsques, de :

- Linclinaison des panneaux par rapport au plan horizontal, - Leur orientation par rapport au sud.- Lirradiation moyenne journalire du mois considr.

Linclinaison des panneaux solaires doit tre optimise pour obtenir la meilleure incidence des rayons solaires dans le mois le plus dfavorable; cest la notion du mois de dimensionnement ou le mois le plus dfavo-rable, ce qui correspondent dans la plupart des cas au mois de janvier.

Hm : Lhauteur manomtrique, approximativement la somme de la profondeur du puits et lhauteur du rser-voir majore dun facteur de correction de 1,1 qui tient compte des pertes de charge dans les canalisations.g : lacclration de la pesanteur 9,8 m/s : la densit massique de leau 1000Kg/m

Figure 3 : gisements solaires moyenjournalier du Maroc, source Masen

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Exemple dapplicationConsiderant une ferme aux environs de Tanger. Pour cette ferme, il sest avr que le mois de dimensionnement est le 15 janvier : le soleil midi solaire est une azimute plein sud et une hauteur de 33, avec un flux solaire maximal de 597w/m contre 1085w/m en juin. Il convient alors de positionner les panneaux de faon obtenir le maximum dirra-diations possibles cette date, donc il faut les orienter vers le sud avec une inclinaison de 57.

SOLUTIONS

APV = Esolaire/G; nb PVAPV/Sn

Dfinition des lmentsLa puissance solaire disponible suit une allure gaussienne avec un pic au midi solaire, pour sannuler du couche au lev du soleil. Pour pouvoir faire une tude de cas nous allons assoir plusieurs hypothses de calcul qui ne devront pas sloi-gner de la ralit. Ensuite nous examineront les modalits de choix de chaque composant pour exposer nalement des rsultats de notre tude.

a) Hypothses

Le mois de dimensionnement (le plus dfavorable) est celui de janvier. Une superficie de 6 hectares destine la culture de crales ; le besoin en eau est de 50 m3 /jours et ce pendant 6 mois dans lanne. Le lieu de ltude est arbitrairement Tanger o le gisement solaire optimal (sur surface incline) est estim 2,6 KWh/m/jour pour le mois de janvier. Lhauteur entre le niveau dynamique du puits et le niveau le plus haut du rservoir est de 30mAvec ces lments on peut facilement dduire lnergie mcanique journalire ncessaire au pompage de leau suivant la formule (1).

b) Les panneaux solaires photovoltaques : PV

Ensuite et en intgrant les pertes occasionnes par le rendement moyens du moteur-pompe_(moteur-pompe), de variateur variteur, et celui des panneaux photovol-taques PV, nous obtenant lnergie solaire ncessaire satisfaire les besoins en eau :

La surface totale des panneaux installer se dduit facile-ment par la division de lnergie solaire ncessaire par le gisement solaire au mois de dimensionnement :

Nb PV : Le nombre des panneaux solaires installerSn : La surface par PV (gnralement proche de 1m)

La puissance pic, le rendement (5 20%), la dure de vie (20 ans) et la dprciation du rendement par la tempra-ture et lge, ce sont les principaux caractristiques des panneaux photovoltaques et sont ainsi les cls de choix des PV.

Esolaire = E mc / ( (moteur-pompe)variteurPV )

SO

LU

TIO

NS

Figure 4 : courbe de rponse en puissance type des PV

c) Le variateur de vitesses

La courbe de puissance de sortie des PV tant non linaire, le choix du point de fonctionnement (U ; I) est un point critique quil faut surveiller de trs prs an de tirer le maximum de la puissance disponible tout moment de la journe.Cest pour cette raison quil faut opter pour des onduleurs contrleur dit MPPT (maximum power point tracking) comme illustr ci-aprs :

La puissance de londuleur doit tre au minimum la puissance pic du parc PV et tolrer/fonctionner sur une tension dentre large : plus la plage de tension de fonctionnement est large plus le rendement globale du systme est intressant.

d) Lensemble moteur-pompe

Le moteur-pompe constitue un ensemble ; il est commun quil soit du type immerg et courant alternatif, vu les avantages technico-conomiques quil prsente, ainsi que le rendement, la dure de vie, la compatibilit avec londu-leur et la puissance que la chaine amont peut orir. Ce sont en fait, des paramtres dterminants du choix.

e) Le rservoir et le systme de tuyauterie

La capacit du rservoir de stockage doit tenir compte du besoin journalier, mais galement de lextension possible de ce besoin et de la dure de lindisponibilit probable dun ensoleillement susant pour le renouvlement des rserves en eau. Son hauteur par rapport au niveau du sol est un compromis entre la pression ncessaire lirrigation correcte de lensemble de la surface cultive et lnergie ncessaire au pompage de leau jusqu cette hauteur.

f) Rsultats

Les raisonnements prcdents ont t appliqus nos hypothses pour laborer la pr-tude ci-dessous.

Conclusion

Le pompage solaire est une alternative trs intres-sante quon doit intgrer lagriculture pour les besoins dirrigation ou dabreuvage du btail, spcialement en zones isoles. Combin des systmes de micro-irrigation il aboutit une eca-cit nergtique et hydrique fortement apprciable et correctement encourage grce aux subventions gouvernementales, surtout que la dpendance nergtique sestime 96% et que la raret des ressources en eau ne fera quaugmenter.

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