Synthèse de travaux pratiques

Synthèse de travaux pratiques
Alexandre Guillot
Antoine Lubineau
décembre 2006
TS5
Séquence no 3 — Chaîne d’énergie
TP no 1
Sécateur INFACO
Ce TP porte sur les fonctions distribuer et protéger de ce système. L’objectif de ce TP est
d’identifier les fonctions des éléments du circuit électronique et leur associer solutions techniques utilisées, et de justifier les protections présentes dans les circuits de puissance.
Ce TP consiste en deux parties : une première d’analyse du comportement du moteur à
courant continu du sécateur lors d’un blocage du à une branche trop grosse, puis une seconde partie d’analyse des fonctions qui protègent le moteur.
La première partie du TP consiste à analyser le fonctionnement général et le comportement
du sécateur. D’après le schéma fonctionnel du sécateur, deux fonctions de sécurité influent
sur la distribution de l’énergie vers l’actionneur : le moteur. Les fonctions correspondant à
la protection des surcharges et des surintensités agissent sur l’entrée de forçage d’une bascule pour provoquer l’arrêt du moteur.
Le circuit est constitué de transistors courants.
Dans la deuxième partie, nous avons approfondit l’étude des fonctions de protection de la
chaîne d’énergie. À l’aide d’un rhéostat (résistance variable), nous avons vérifié que pour
une valeur seuil maximale d’intensité, le moteur se coupait bien. La fonction secondaire de
protection des surintensités est donc bien efficace.
On remarque également que le temps d’arrêt du moteur est inversement proportionnel au
courant qui passe dans le moteur. C’est la fonction FS 1-9 qui réalise cela pour éviter une
surcharge.
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Alexandre Guillot
Antoine Lubineau
décembre 2006
TS5
Séquence no 3 — Chaîne d’énergie
TP no 2
Pilote AT50 + maquette pont en H à transistors MOS
Ce TP porte sur les fonctions alimenter, distribuer et convertir de ce système. L’objectif de
ce TP est d’analyser et déterminer les modes de fonctionnement et de modifier une partie
du schéma de puissance.
La première partie consistait en l’étude du fonctionnement de la partie logique du circuit
de commande, située en amont des relais. Nous avons relevé des mesures de tensions en
fonction des cas possibles de fonctionnement du moteur (sens de rotation).
À partir de cela, nous avons pu proposer un système équivalent, à base de transistors MOS
(comme sur le TP de la DAE).
La seconde partie du TP portait sur la mis en œuvre de la maquette de commande du moteur. Pour faire des mesures du courant instantané du moteur, il a fallu utiliser un oscilloscope.
Ce TP nous a permis d’étudier un type particulier de transistors : les transistors MOS, dont
la faible usure mécanique, en comparaison des relais, et leur faible consommation justifient
leur utilisation dans ce système.
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Alexandre Guillot
Antoine Lubineau
décembre 2006
TS5
Séquence no 3 — Chaîne d’énergie
TP no 3
Moteur DAE + cartes 3 et 4 DAE
Ce TP porte sur les fonctions alimenter, distribuer et convertir de ce système. L’objectif de ce
TP est d’étudier les signaux électroniques de commande moteur, de modéliser le moteur, et
d’analyser l’influence de la commande par modulation d’impulsion sur le couple moteur.
La première partie consistait en une étude générale de la commande. Pour deux valeurs extrêmes de tension et une valeur moyenne, nous avons observé la comportement du moteur
et des différents signaux de commande des cartes électroniques. La fonction translation de
niveau permet de générer des signaux de commande adaptés au moteur, c’est-à-dire de 0 à
12 volts (sans les négatifs).
Le circuit de commande du moteur repose sur des transistors de type MOS (PMOS et
NMOS).
La deuxième partie portait sur la modélisation du moteur d’assistance. Nous avons déterminé ses différentes caractéristiques : son coefficient de couple, sa résistance interne.
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Alexandre Guillot
Antoine Lubineau
décembre 2006
TS5
Séquence no 3 — Dynamique du solide
TP no 4 — Étude dynamique d’une pièce en rotation
Barrière Sympact
L’objectif de ce TP est de faire des observations sur la dynamique d’un système, une barrière pour voitures, de trouver l’évolution de la vitesse de la vitesse en phase d’ouverture, et
d’effectuer une simulation fiable de ce système.
Les deux premières parties consistaient en l’observation du système : relever les mesures de
temps, de vitesse, pour chacun des deux cas de fonctionnement. Nous avons constaté que
l’évolution de la vitesse au cours du temps pouvait être décomposée en trois phases : accélération, croisière et décélération. Les équations de mouvement en dynamique permettent de
délimiter ces phases de changement de vitesse, connaissant les accélérations, décélérations
et vitesses maximales.
La troisième partie consistait en la simulation dynamique du système. Les courbes de vitesse était incomplètes, nous avons donc du calculer le temps exact de la phase « plateau »
pour que le mouvement de la barrière soit complet.
À partir du rendement du réducteur et des données de vitesse et de couple simulées, nous
avons déterminé dans chaque cas le couple moteur nécessaire.
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Alexandre Guillot
Antoine Lubineau
décembre 2006
TS5
Séquence no 3 — Dynamique du solide
TP no 5 — Étude dynamique de l’ouverture d’un portail
Portail FAAC
L’objectif de ce TP est de modéliser de la manière la plus correcte (conforme au mécanisme
réel) les inerties du portail, et d’effectuer le calcul du temps d’ouverture.
Grâce à la modélisation volumique du piston, on a pu déterminer d’après ses dimensions la
force de poussée exercée par le fluide, et en connaissant le débit de celui-ci, la vitesse maximale de la tige du vérin en entrée et en sortie.
La modélisation correcte des inerties implique que la modélisation des pièces soit fidèle à
la réalité. Ici le portail était plein, ce qui est inutile, donc nous l’avons évidé avec la fonction
coque de Solidworks. Nous avons aussi tenu compte des matériaux en attribuant à l’ensemble vantail la densité de l’acier, la masse devant être prise en compte pour réaliser une
simulation dynamique de l’ouverture du portail.
Nous avons effectué un calcul dynamique du mouvement du portail, en ouverture et en
fermeture, en plaçant comme effort d’entrée la valeur déterminée avant pour le vérin.
On constate que le temps mis pour que la tige du vérin atteigne sa vitesse maximale est
sensiblement plus élevé en fermeture du portail, mais ces résultats sont acceptables.
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Alexandre Guillot
Antoine Lubineau
décembre 2006
TS5
Séquence no 3 — Dynamique du solide
TP no 6 — Étude du basculement du chariot
Chariot de golf
L’objectif de ce TP est de déterminer l’accélération minimale pour laquelle le chariot bascule.
La première partie du TP consiste à réunir tous les éléments requis pour réaliser une étude
dynamique du système. Tout d’abord, il s’agit de fixer la masse limite du chariot à partir de
laquelle celui-ci va basculer.
Le principe fondamental de dynamique (PFD) ne peut s’appliquer qu’au centre de gravité
du solide en mouvement. Comme on a pu considérer que le chariot possédait un plan de
symétrie, deux analyses statiques (une par dimension du plan de symétrie) du chariot ont
suffit à déterminer l’emplacement du centre de gravité, qui était ici à l’extérieur du solide.
Une fois l’ensemble des actions mécaniques sur le chariot étudiées, nous avons repris l’analyse des équations des efforts, en appliquant le PFD :
� −−→
�
−−→
→
Fext = m × −
ag et
MG Fext = 0
pour trouver l’accélération du chariot pour laquelle la force du sol sur la roue avant devenait
nulle.
Nous avons donc pu mettre en application sur un système réel ce principe de dynamique.