Projet de BTS électrotechnique Variateur de vitesse d`une MCC par

Projet de BTS électrotechnique
Variateur de vitesse d’une MCC par hacheur 4
quadrants à commande analogique:
Année 2001/2002
Choix du convertisseur:

Redresseur:
– PD3 tout thyristor

Réseau
Charge
Alimentation
continue
Charge
Hacheur:
– Série
– 2 quadrants
– 4 quadrants
Alimentation
continue
Alimentation
continue
Charge
Charge
Bloc SEMIKRON SKM 50GB 123D:

PD3

4 Bras de pont IGBT
TOP2
Condensateurs
TOP3
400V
TOP1

BOT1
SKHI 22
BOT2
SKHI 22
BOT3
SKHI 22
CHOP
SKHI 22
Banc moteur:
Pmoteur=1,12KW
moteur=1200tr/min
U=220V

Dynamo
tachymètrique
MOTEUR :
Type : MSC8L
Pgénératrice=1,25KW
Iinduit=5,7A
génératrice=1500tr/min
Iexcitation=0,44A
Tmec=9N.M

Machine

Capteur
de couple

Frein à
poudre

Volant
d’inertie
Répartition des tâches:
Étude générale de la MCC et du hacheur 4
quadrants
Maatougui Said
Carte hacheur
dévolteur
Carte interface
Petit Olivier
Carte de générateur
de rapport cyclique
Carte
asservissement
Essai de réception
Fleury J-Pierre
Carte
capteurs
Mise en œuvre de
l’armoire
Mes tâches:

Carte capteurs
– Vitesse
– Courant
– Tension
Courant à
mesurer
-15V
+
M
100 kohms
+15V

+15V
+
1V/1A
10 kohms
100 ohms
+15V
40 kohms
Tension à
mesurer
-15V
+
M
Retour
vitesse
+15V
1V/100V
160 ohms
+
-
1V/1500tr/min
Armoire:
– Implantation
– Réalisation
– Câblage
La vitesse:
Axe de rotation du banc moteur
R
MCC à
aimant
permanent
30V pour
1500tr/min
R
R
10V pour 1500tr/min
Dynamo tachymétrique
– A l’aide de la dynamo tachymètrique qui est placée sur le
banc moteur, nous avons l’image de la vitesse qui sera le
signal retour de notre asservissement.
– Le facteur de conversion est de 10V pour 1500tr/min.
Schéma pour la vitesse:
R
R
+
R
Id=0A
10V/1500tr/min
– Un AOP est câblé en montage suiveur
Courant et tension:
L1
L2
L3
6
5
4
SKHI22
Q1
10
9
Capteur
courant
8
KM1
V1
C
RT
V2
G
12
G
22
C
16
G
V2
C
G
E
C
G
E
E
Capteur tension
20
R1
R2
MCC
23
I
C
18
E
HD
11
V1
17
R
3
C
Charge+DT
E
13
SKHI22
15
C
R2
14
SKHI22
21
V
KM2
63
R1: résistance de mise sous tension 220 ohms.
BUS
R2: résistance de 22 kohms.
CONTINU R3: résistance d'absorbtion 150 ohms/100w.
62
Capteur à effet hall:
– Principe de l’effet hall:
K
VH  * I c * B  K '* B
d
VH: Tension de sortie du capteur
K: Coefficient du hall
d: l’épaisseur de la plaquette
Ic: Courant mesuré
B: Champ magnétique
B
Ic
VH
Détermination des différentes résistances:
I que l'on veut mesurer
Point de mesure
+15V
R2
-15V
LA25-NP
R1
+
Im
U1
Rm
Um que
l'on
mesure
U2
V1
I  1000 * I m  I m 
Rm
On prend I=6A  I m 
I
 0.006 A
1000
on prend Rm  100  V1  I m * Rm  0.6
Comme on veut 1V/1A donc on mettra un
AOP en montage amplificateur inverseur.
U 2  0V  U1  10U m  R1  10k  et R2  10k 
La tension:
Rth
Point de mesure
+15V
-15V
Ith
V que l'on veut mesurer
LV25-P
Im
Rm
U que
l'on
mesure
I th  10mA  V  400V  Rth 
V
 40k 
I th
Attention  Pth  V * I th  4W  Rth  10 * 4k  de 4 w
K 
Im 
I
2500
 I th  m  I m  I th * K  25mA
1000
K
U
comme on veut un rapport de 1/100 U  4V
Rm
Rm  I m *U  160  Rm  150 et 10
Schéma et
typon de la
carte
capteurs:
Courant à
mesurer
-15V
+
M
100 kohms
+15V
+15V
+
1V/1A
10 kohms
100 ohms
+15V
40 kohms
Tension à
mesurer
-15V
+
M
Retour
vitesse
+15V
1V/100V
160 ohms
+
-
1V/1500tr/min
Réalisation de l’armoire:
Côté gauche


Armoire
Perçage
Implantation
Côté droit
D
TRANSFO
Q1
CQ1
CONVERTISSEUR
Ventilateur
ALIM KM1
RT
Information
vitesse
C1 C2 C3 C4 C5
Bus continu
KM2
T
Induit
Bornier
Alimentation
Inducteur
MT
AD
DEF
Porte


Schéma
Câblage
M
CC
CV
AR
Schéma de puissance:
L1
L2
L3
6
5
4
SKHI22
SKHI22
SKHI22
Q1
15
10
9
8
KM1
RT
C
R2
14
V2
V1
C
G
G
E
13
12
22
C
R2
MCC
23
16
I
C
G
V2
C
G
E
C
G
E
E
20
R1
18
E
HD
11
V1
17
R
3
C
Charge+DT
21
V
KM2
63
R1: résistance de mise sous tension 220 ohms.
BUS
R2: résistance de 22 kohms.
CONTINU R3: résistance d'absorbtion 150 ohms/100w.
62
Choix des composants:
Im
L1
U réseau
L2
L3
IR Q1
KM1
RT
Tension
du bus
continu
Ir=8A a été déterminé par un essai sur un bloc Semikron.
Comme il nous faut 300V sur le bus continu:
Uc 
6
U c  3 *U *  U  *

3 6
U  222V
Schéma de commande:
1
2
3
24
26
28
25
230V
27
32
+15V
0V
-15V
ALIM
30
31
33
44
42
41
230V/24V 43
Q1
47
34
AU
56
Marche
35
58
60
KM1
58
KM1
55
52
53
Défaut
61
54
51
M
46
36
AR
48
RT
45
KM2
57
38
Excitation
V1
HD
37
Ventilateur
RV
CI CI 23
CAS
V1
31 30 28
CC
EPY
SV
6 5 4
+15V
0V
-15V
Terre
L3
L2
L1
Neutre
23b
-15V
0V
+15V
CT CT
BORNIER:
LEMI
40
LEMT
L1
L2
L3
CV
3 2 1 0
Conclusion:

Travail en équipe

Parallèle entre la théorie et la pratique

Gérer un planning