Entraînements électriques, automatisation et processus électriques

Entraînements électriques,
automatisation et processus
électriques
Dans le secteur industriel, 60% de la consommation
d’énergie électrique est le fait des entraînements
électriques. Ceux-ci sont en général fortement surdi-
mensionnés. Les conséquences en sont une con-
sommation électrique trop importante et des coûts
d’exploitation plus élevés. Une bonne adéquation de
l’entraînement à l’organe entraîné et une commande
adaptée sont les conditions d’un choix judicieux. Des
économies jusqu’à 75% sont ainsi réalisables, tout
en réduisant les coûts d’investissement et d’exploi-
tation.
Cette publication est divisée en cinq parties permet-
tant à l’ingénieur de projet ou d’exploitation d’abor-
der divers sujets concernant les entraînements élec-
triques.
La première partie s’attache à définir l’entraînement
électrique, en particulier les divers composants qui
le forment. Les problèmes d’adaptation de l’organe
entraîné sont abordés et les différents types de
moteurs existants sont présentés.
La seconde partie est centrée sur la méthodologie de
conception et sur la définition spécifique du cahier
des charges.
L’alimentation et la commande font l’objet de la troi-
sième partie.
Enfin, les quatrième et cinquième parties abordent la
composante énergétique de l’entraînement, qui
devient un des paramètres essentiels du choix et de
la réduction des coûts. Par le biais d’exemples et de
situations caractéristiques, une approche pragma-
tique restera au centre des préoccupations.
ISBN 3-905251-10-8
Edition originale: ISBN 3-905233-07-X
1996
N° de commande 724.331.1 f

Entraînements électriques,
automatisation
et processus électriques
Programme d’impulsions RAVEL
Office fédéral des questions conjoncturelles

Associations de soutien
ASE Association suisse des électriciens
EPE European Power Electronics
SIA Société suisse des ingénieurs et architectes
UTS Union technique suisse
ISBN 3-905251-10-8
Edition originale: ISBN 3-905233-07-X
Copyright © Office fédéral des questions conjoncturelles,
3003 Berne, octobre 1996.
Reproduction d’extraits autorisée avec indication de la
source. Diffusion: Coordination romande du programme
d’action «Construction et Energie», EPFL-LESO, Case pos-
tale 12, 1015 Lausanne (N° de commande 724.331.1 f).
Form. 724.331.1 f 10.96 500 XXXXXXXX
Auteurs
1re partie
Entraînements électriques: définition et
bilans énergétiques
Prof. Marcel Jufer, Ecole Polytechnique
Fédérale de Lausanne, 1015 Lausanne
2epartie
Entraînements électriques: méthodologie
de conception
Prof. Marcel Jufer, Ecole Polytechnique
Fédérale de Lausanne, 1015 Lausanne
3epartie
Electronique de puissance et convertisseurs
statiques
Prof. Alfred Rufer et Prof. Hansruedi Bühler,
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne,
1015 Lausanne
4epartie
Economie d’énergie, adéquation des
composants et méthodologie de choix
Michel Bongard, 6991 Neggio
(adaptation et traduction du chapitre 4 de l’édition
originale «Elektrische Antriebe, energie-optimal
auslegen und betreiben», N° 724.331 d)
5epartie
Utilisation rationnelle de l’énergie électrique
finale dans les processus de production et
dans l’exploitation industrielle
Michel Bongard, 6991 Neggio
Coordination du projet
Dr Yves Perriard, Ecole Polytechnique Fédérale de
Lausanne, 1015 Lausanne
Mise en page et photocomposition
DAC, 1006 Lausanne
City Comp SA, 1110 Morges
Entraînements électriques, automatisation et processus électriques

D’une durée totale de 6 ans (1990-1995), le pro-
gramme d’action «Construction et Energie» se com-
pose des trois programmes d’impulsions suivants:
PI BAT– Entretien et rénovation des constructions
RAVEL– Utilisation rationnelle de l’électricité
PACER– Energies renouvelables
Ces trois programmes d’impulsions sont réalisés en
étroite collaboration avec l’économie privée, les
écoles et la Confédération. Leur objectif est de favo-
riser une croissance économique qualitative. Celle-
ci est caractérisée par une moindre utilisation de
matières premières et d’énergies non renouve-
lables, ainsi que par des charges pour l’environne-
ment réduites. En revanche, elle fait appel à un plus
grand capital de savoir-faire.
Le programme RAVEL cherche principalement à
améliorer la compétence des professionnels pour
l’utilisation rationnelle de l’énergie électrique. Outre
les aspects de la sécurité et de la production qui
étaient jusqu’ici prioritaires, il est aujourd’hui indis-
pensable de s’intéresser davantage aux rende-
ments. RAVEL a établi un tableau des consomma-
tions qui définit dans leurs grandes lignes les thèmes
à traiter. Les procédés utilisés dans l’industrie, le
commerce et le secteur tertiaire doivent être consi-
dérés parallèlement aux utilisations de l’électricité
dans les bâtiments. Dans ce contexte, les groupes-
cibles sont les spécialistes de tous les niveaux de for-
mation et les décideurs responsables des processus
et des investissements liés à l’électricité.
Cours, manifestations, publications, vidéos,
etc.
Les objectifs de RAVEL sont poursuivis par des pro-
jets de recherche visant à élargir les connaissances
de base, par des cycles de formation et de perfec-
tionnement, ainsi que par le biais de l’information.
La transmission des nouvelles connaissances est
axée sur une utilisation dans la pratique quoti-
dienne. Elle repose principalement sur des publica-
tions, des cours et des manifestations. Des journées
d’information annuelles RAVEL consacrées chaque
fois à un thème particulier permettent de présenter
et de discuter les nouveaux résultats, développe-
ments et tendances de cette discipline encore jeune
mais déjà fascinante qu’est l’utilisation rationnelle
de l’électricité. Les personnes intéressées trouveront
dans le bulletin «Construction et Energie» de plus
amples informations sur le vaste éventail des possi-
bilités de perfectionnement destinées aux différents
groupes-cibles. Ce bulletin paraît trois à quatre fois
par an et peut être obtenu gratuitement auprès de la
Coordination romande du programme d’action
«Construction et Energie», EPFL-LESO, Case pos-
tale 12, 1015 Lausanne. En outre, chaque participant
à un cours ou autre manifestation du programme
reçoit une publication spécialement élaborée à cet
effet. Toutes ces publications peuvent également
être obtenues directement auprès de la Coordi-
nation romande du programme d’action «Construc-
tion et Energie», EPFL-LESO, Case postale 12, 1015
Lausanne.
Compétences
Afin de maîtriser cet ambitieux programme de for-
mation, il a été fait appel à des spécialistes des dif-
férents domaines concernés. Ceux-ci appartiennent
au secteur privé, aux écoles, et aux associations pro-
fessionnelles. Ces spécialistes sont épaulés par une
commission comprenant également des représen-
tants des associations, des écoles et des secteurs
professionnels concernés. Cette commission définit
le contenu du programme et assure la coordination
avec les autres activités visant à l’utilisation ration-
nelle de l’électricité. Ce sont les associations profes-
sionnelles qui prennent en charge l’organisation des
cours et des manifestations d’information. La pré-
paration de ces activités est assurée par une direc-
tion de projet composée de MM. Werner Böhi,
Dr Eric Bush, Jean-Marc Chuard, Hans Rudolf
Gabathuler, Ruedi Messmer, Jürg Nipkow, Ruedi
Spalinger, Dr Daniel Spreng, Felix Walter, Dr Charles
Weinmann, Georg Züblin et Eric Mosimann. La réa-
lisation concrète de ces activités est confiée à des
groupes de travail responsables de tâches spéci-
fiques (projets de recherche ou de mise en pratique)
bien définies sur le plan du contenu, du calendrier et
des coûts.
Documentation
En se fondant sur des exemples pratiques, cette
documentation montre comment choisir ou calculer
différents paramètres de l’entraînement électrique.
Les paramètres quasi-statiques, dynamiques, ther-
miques et énergétiques font partie intégrante de la
conception décrite dans cette publication. Elle entend
aider les ingénieurs de projet et d’exploitation qui ont
Entraînements électriques, automatisation et processus électriques
Avant-propos