Motorisation et Commande des Machines

Yverdon-les-Bains, le 21 septembre 2011
Département TIN
(Techniques industrielles)
Filières
Microtechnique,
Électronique – Automatisation Industrielle, et
Ingénierie de Gestion
Motorisation et
Commande des
Machines
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Bernard Schneider
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Théorie des circuits linéaires HEIG-VD
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Table des matières
Chapitre 1Le mouvement dans les machines ................................................................................................ 5 
1.1Généralités ........................................................................................................................................ 5
1.2Types de machines ............................................................................................................................ 6
1.3Types d’actionneurs et de moteurs.................................................................................................. 10
1.4Constitution des entraînements ....................................................................................................... 14
1.5Modes de fonctionnement des entraînements ................................................................................. 15
Chapitre 2Transmissions ............................................................................................................................. 21
2.1Les charges...................................................................................................................................... 21
2.2Réducteurs ...................................................................................................................................... 26
Chapitre 3Moteurs électriques ..................................................................................................................... 35
3.1Rappel théorique – l’électromagnétisme ......................................................................................... 35
3.2Rappel théorique – équation différentiel d’ordre 1 ......................................................................... 41
3.3Moteurs à courant continu (DC) ..................................................................................................... 44
3.4Moteurs synchrones ........................................................................................................................ 54
3.5Moteurs asynchrones ...................................................................................................................... 67
3.6Moteurs pas à pas ............................................................................................................................ 74
3.7Autres types de moteurs électriques ................................................................................................ 79
3.8Choix d’un moteur électrique ......................................................................................................... 84

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Chapitre 1
Le mouvement dans les machines
1.1 Généralités
Définition 1.1 Une machine est un ensemble de pièces ou d’organes liés entre eux, dont au moins un est
mobile, réunis de façon solidaire en vue d’une application définie, notamment pour la
transformation, le traitement, le déplacement et le conditionnement d’un matériau. Une
machine comprend également tous les composants d’alimentation en énergie et
d’automatisation nécessaires à son fonctionnement. Un ensemble de machines est égale-
ment considéré comme une machine.
Cette définition est celle de la « Directive sur les Machines » de l’Union Européenne. Au sens plus large du
terme, les centrales de production d’électricité à partir d’énergie mécanique sont aussi des machines. Par
exemple, une turbine entraînée par une chute d’eau fait tourner un alternateur qui délivre de l’électricité.
Les mouvements des machines remplissent une ou plusieurs fonctions, par exemple :
 entraîner une pompe, un ventilateur, pour déplacer ou comprimer des liquides, des gaz ou de l’air ;
 entraîner une broche, c’est-à-dire un outil de coupe, de perçage ou d’usinage comme une scie, un foret,
un taraud, un disque de polissage, etc. ;
 saisir un objet et le maintenir pendant son usinage ou son déplacement ;
 déplacer un objet d’un endroit à un autre, pour le stocker ou le remettre dans le circuit de production,
pour le positionner en vue d’un usinage ou d’un traitement, pour l’emballer et le préparer à la livraison,
etc. ;
 déplacer un objet en suivant une trajectoire déterminée, afin de le présenter sous un outil d’usinage, de
découpe, de traitement thermique, etc. ;
 former ou déformer un objet, par exemple pour le plier et pour le mouler.
L’objet saisi et déplacé est généralement le produit en cours d’élaboration par la machine, mais ce peut être
également un outil, voire une machine complète, parfois même avec son conducteur et des passagers, comme
dans le cas d’un ascenseur ou d’un véhicule.