Actionneurs lectriques

1. Introduction et rappels

Master Spcialis 1

Mcatronique

Facult des Sciences de Ttouan

Fvrier-Juin 2015

Jaouad Diouri

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

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

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

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

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

TypologieR

f. T

I,

p

.15

https://www.dropbox.com/s/p753bquxp97ea6v/TI_Petits moteurs %C3%A9lectriques - Genie Electrique.pdf?dl=0

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)

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)

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

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

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

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

Matriaux ferromagntiques

Matriau dur : Cycle

large, aimants

Matriau doux : cycle

troit

Applications

Aimants Tles de Transformateurs

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

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

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

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