Démarche d'étude d'une motorisation élect ique r

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Démarche d'étude
d'une motorisation électrique
juillet 10.
Auteur : Bernard SCHNOERING
Avertissement
Le présent diaporama pose les bases
d’étude d’une motorisation électrique.
Les différentes notions abordées
seront illustrées par une mise en
œuvre durant les séances de cours.
Ainsi, ces notions prendront vie à
travers le vécu des étudiants qui
viendront enrichir le présent travail.
Sommaire
Sommaire

Introduction

Approche fonctionnelle

Prédétermination

Caractéristiques mécaniques

Choix des constituants

Solution constructive

Source
Processus de création
Idée
de conception
Synergie
des
3
défini un
Besoin
engendre une
Forme
Sommaire
Suivant
Actionneur
Pré
Actionneur
Capteur
Unité de traitement
Partie Opérative
Système avec
Motorisation électrique
Sommaire
Dialogue
H/M
Com.
Suivant
Partie opérative
La
. partie opérative remplit une fonction,
agissant sur une matière d’œuvre.
L’étude mécanique de la partie opérative
permet définir les caractéristiques :
 Statique : force, couple
 Cinématique : vitesse, accélération
 Dynamique : inertie, transitoire
 Énergétique : puissance, énergie
cinétique
 Schéma des liaisons
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Suivant
Actionneur électrique
Moteurs
 Asynchrone : réseau triphasé,
monophasé ou variateur de
fréquence
 Synchrone – brushless : variateur
de fréquence
 Linéaire : réseau triphasé
 Courant continu : alimentation
continu
 Pas-à-pas : impulsions de courant
continu
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Suivant
Pré-actionneur

Contacteur : démarrage direct

Variateur moteur alternatif :
redresseur – filtrage - onduleur

Variateur moteur courant continu :
hacheur, redressement commandé

Contrôleur : commande pas-à-pas
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Suivant
Capteur
Détecteurs :
Mécanique : fin de course
 Photo-électrique : proximité, réflexe,
barrage
 Inductif
 Capacitif

Codeurs : incrémental, absolu
Génératrice tachymétrique
Sommaire
Actigramme
Contraintes
Matière
d’Oeuvre
Fonction
exprimée par un
Verbe à l’infinitif
Matière d’Oeuvre
+ Valeur Ajoutée
Frontière
Support
technologique
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Formalisme
Matière d’oeuvre : ce sur quoi agit la
fonction.
 Matière
 Énergie
 Information
Valeur ajoutée : c’est la raison d’être de
la fonction.
Contraintes : conditionnent l’exécution
de la fonction.
Frontière : délimite le champ d’action de
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Suivant
la fonction.
Architecture générique
Moduler
Transformer
Adapter
Transformer
Moteur
Réducteur
Rotation/linéaire
Variateur
U : tension
f : fréquence
Type :
triphasé,
monophasé
U : tension
I : intensité
Pabs :
puissance
absorbée
T : couple
N : fréquence de
rotation (tr/min)
Pu : puissance
utile
T : couple
N : fréquence de
rotation (tr/min)
Pu : puissance
utile
F : force
v : vitesse (m/s)
Pu : puissance
utile
Chaque grandeur physique générique est
encore spécifiée : Inominal, Idémarrage …
Sommaire
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Approche fonctionnelle
Établir la fonction globale du système
en explicitant la frontière : pour situer le contexte

Établir l’analyse fonctionnelle de la
partie motorisation électrique du système
allant de la partie opérative au réseau
électrique : définir toutes les grandeurs physiques

•
•
en bleu : les valeurs connues
en rouge : les valeurs à déterminer, à rechercher
Sommaire
Chaîne des liaisons
En complément de l’approche fonctionnelle
Sommaire
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Prédétermination
A partir des notions de mécanique :
Quelques relations génériques :
Puissance mécanique : P=F*v=T*Ω
 Puissance électrique triphasé : P=√3*U*I*cosφ
 Couple : T=F*R
 Rendement : η=Psortie/Pentrée
 Ω=2π*N/60
 P.F.D en rotation : ∑Text=J*dΩ/dt
 P.F.D en translation : ∑Fext=M*a
 etc.

Sommaire
Couple résistant
Sommaire
Suivant
Caractéristique MAS
Sommaire
Suivant
Caractéristique MAS + Var
Sommaire
Suivant
Caractéristique Brushless
Sommaire
Suivant
Caractéristique MCC
Sommaire
Suivant
Caractéristique Pas-à-pas
Sommaire
Suivant
Point de fonctionnement
Point de
fonctionnement
nominal
Tr
Point de
fonctionnement de
l’application
Sommaire
Organigramme de
questionnement
Mouvement de
translation
OUI
Vis - Écrou
NON
Mouvement de
rotation
OUI
Réducteur
Référence
constructeur
OUI
etc
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Tableau de choix
Critères de choix
Cahier des charges Doc. Constructeur
Décision Référence
Pu
3440 W
LSES 112 MU
Leroy Somer
4 kW
Etc.
Pour déboucher sur le bon
Désignation
Quantité
Moteur asynchrone 1
LSES 112 MU
de commande :
Ref. Constructeur
PU HT
Ptotal HT
5226304
Etc.
Sommaire
Solution constructive

Croquis à main levée 2D ou 3D

Modèle volumique avec Pro Engineer
L a motorisation électrique est
intégrée dans la conception dès le
démarrage du projet.
Sommaire
Sources
Mémotech Électrotechnique (7

e
Édition Casteilla)
Couple résistant : page 322
Caractéristique Moteur Brushless : page 390
Caractéristique Motovariateur Asynchrone : page 397
Caractéristique Moteur Pas-à-pas : page 409
Caractéristique Moteur Courant Continu faible puissance : page 411
Guide pratique de l’Électrotechnique (Édition

2008-2009 Hachette Technique)
Caractéristiques Moteur Asynchrone : page 162
Guide de mécanique (Nathan 2004)

Les liaisons : page 115 et 116
Sommaire
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