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1 ETUDE DE L’EXISTANT 1.1 Validation de la mise en sécurité Une étude dynamique

1 ETUDE DE L’EXISTANT 1.1 Validation de la mise en sécurité Une étude dynamique a permis de définir une vitesse maximale de 2,5 m/s pour le pousseur d’un système de conditionnement de barquettes. La distribution d’énergie au moteur asynchrone est réalisée par un variateur Altivar qui impose la fréquence d’alimentation électrique (fs) du moteur asynchrone. Par programmation, la fréquence maximale en sortie du variateur a été limitée à 60 Hz. Il faut donc vérifier que la fréquence maximale en sortie du variateur correspond à une vitesse du pousseur inférieure à la vitesse maximale autorisée.  Notation : fs : fréquence de synchronisme en Hz et ns vitesse de rotation de synchronisme en tr/mn et p le nombre de paire de pôles. Question 1.A : Afin de déterminer la fréquence de synchronisme au point © correspondant au déplacement du pousseur à la vitesse maximale autorisée, calculer à l’aide du document DT1A, DR2 et de la chaîne fonctionnelle sur DT3 : (Réponse sur le document réponse DR 1) 1. La fréquence de rotation en sortie du réducteur ; 2. La fréquence maximale de rotation en sortie du moteur ; 3. La fréquence fs en sortie du variateur Altivar. Question 1.B : Que peut-on dire de la vitesse maximale du pousseur si la fréquence maximale de pilotage programmée sur le variateur est de 60 Hz au point ©? Question 1.C : Le variateur Altivar ATV31 impose la vitesse de déplacement du pousseur en pilotant la fréquence d’alimentation du moteur asynchrone. Il assurer les passages : Grande vitesse → petite vitesse lors de la course aller et retour. Le changement de sens de rotation du moteur est assuré par deux capteurs de fin de courses S1 et S2.  Compléter, sur DR4, le chronogramme du moteur asynchrone triphasé. 2 AMELIORATION DU SYSTEME DE PRODUCTION L’objectif de cette étude consiste à mettre en oeuvre une adaptation du système permettant de conditionner la nouvelle gamme de produit de l’entreprise. Nouvelles contraintes liées à cette amélioration : • Conditionnement d’un produit de dimensions et de densité supérieures ; • Augmentation de la productivité et contrôle de la production par intégration du système dans une chaîne communiquant par réseau de terrain et réseau Ethernet (contrainte C4). 2.1 Validité de la chaîne d’énergie du pousseur Sciences de l’ingénieur LE 01-04-2015 Nom :………………. Prénom :…………… DEVOIR SURVEILLE Classe : 2SM.B Page 1 sur 8 Il est nécessaire de vérifier si l’actuelle chaîne d’énergie est capable de soutenir la nouvelle cadence de production et les efforts qui en résultent. Pour conditionner le nouveau produit, une étude préliminaire a permis de déterminer un effort de tension dans la courroie de 150N. Question 2.1.A : A partir du document DT3 : 1.1. Compléter le document réponse DR2 en commençant les calculs par l’effecteur pousseur. 1.2. Rédiger, sur le document réponse DR3, les démonstrations de tous ces calculs ; 2• Vérifier, sur le document réponse DR3, si l’actionneur (Moteur asynchrone LEROY SOMER LSMV71L 0,25KW ) peut fournir l’énergie nécessaire pour tenir cette cadence. Question 4.1.B : Compte tenu de la nouvelle puissance nécessaire du moteur, 1. sélectionner sur le document réponse DR2, un nouveau modèle dans le catalogue constructeur DT3, et Donner sa désignation précise. (Justifier le choix du model). Page 2 sur 8 Page 3 sur 8 Fin de course avant Courroie en coupe (vue partielle) Pousseur Liaison chariot « pousseur »/châssis Capteur inductif Détection décélération course retour Ces deux graphes fonctionnels permettent de réaliser à l’aide d’un API les cinq opérations nécessaires au conditionnement décrites DT1B : Fin de course arrière 20 21 22 23 24 Attente hors con Descen Montée Tempo transve Conditions in Nombre imp Barres en po Temporisatio Barres en po Montée Descent SOUDEUR TRANSVE 10 11 12 13 14 Marche avant Grande vitesse Marche avant Petite vitesse Marche arrière Petite vitesse Marche arrière Grande vitesse Conditions initiales Nombre impulsion N1 >= N1max Fin de course avant Détecteur approche arrivée POUSSEUR Rail Chariot DT1A : DESCRIPTION DETAILLE DE L’ENSEMBLE POUSSEUR : Capteur inductif image du déplacement pousseur Document technique DT1.A (Pour détecter le déplacement du poussoir) Capteur de Fin de course arrière Chaîne fonctionnelle Page 4 sur 8 Chaîne d’énergie Chaîne d’information Conditionner (Pousser + filmer) DISTRIBUER ALIMENTER CONVERTIR TRANSMETTRE TRANSMETTRE ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Informations issues d’autres systèmes et d’interfaces Homme / Machine ? Informations destinées à d’autres systèmes et aux interfaces Homme / Machine ? Grandeurs physiques à acquérir ? Energie électrique 400V AC Ordres POULIE COURROIE REDUCTEUR MOTEUR ASYNCHRONE 3 ~ 4 pôles ; g = 0,033 VARIATEUR ALTIVAR 2,5m/s maxi Tube prêt au conditionnement Tube sous film plastique Document technique DT2 © N1 Nm DT4 : CATALOGUE CONSTRUCTEUR : Réseau 400 V -50 Hz 4 Pôles Couplage du moteur : Υ400 V Puissance nominale à 50 Hz Vitesse nominale Couple nominal Couple maximal Courant à vide Intensité nominale Facteur de puissance Rendement Moment d'inertie Masse Type Pn Nn Mn Mm Io In (400V) Cos  η J IM B3 kW min -1 Nm Nm A A % kg.m2 kg LSMV 71 L 0,18 1455 1,19 4,8 0,65 0,67 0,57 69 0,000675 6,4 LSMV 71 L 0,25 1450 1,68 5,9 0,85 0,91 0,58 70 0,000675 6,4 LSMV 71 L 0,37 1452 2,44 7,7 0,95 1,3 0,58 71 0,00085 7,3 LSMV 80 L 0,55 1420 3,7 8,2 1,25 1,65 0,71 68 0,0013 8,2 LSMV 80 L 0,75 1435 4,9 15 1,43 2 0,71 77 0,0024 11 LSMV 90 SL 1,1 1445 7,2 17 1,33 2,5 0,82 79 0,0039 17 LSMV 90 L 1,5 1435 9,9 23 1,54 3,2 0,84 80 0,0049 17 LSMV 100 L 2,2 1440 14,6 39,2 2,27 4,7 0,83 81 0,0071 24 LSMV 100 L 3 1430 19,4 56,4 3,1 6,3 0,82 81 0,0071 24 LSMV 112 MG 4 1460 26 84 4,6 8,4 0,8 85 0,015 33,3 LSMV 132 SM 5,5 1460 37 121 4,4 10,4 0,87 86 0,0334 55 LSMV 132 M 7,5 1455 49,4 139 4,7 14 0,89 87 0,035 55 LSMV 132 M 9 1460 58,8 185 6,5 16,8 0,88 88 0,0385 65 LSMV 160 MR 11 1460 71,7 233 6,6 20,2 0,88 89 0,069 100 LSMV 160 LU 15 1465 97,8 371 11,7 28,3 0,85 90,7 0,096 109 LSMV 180 M 18,5 1468 120 360 14,1 34,4 0,84 92,4 0,123 136 LSMV 180 LU 22 1468 143 459 16,9 40,7 0,84 92,8 0,145 155 Le LSMV est à la base d'une large gamme de moteurs pour la variation de vitesse. LEROY-SOMER propose également les modèles suivants : PLSMV : moteurs à carcasse en aluminium de construction protégée. FLSMV, FLSCMV : moteurs à carcasse en fonte avec différents degrés de protection mécanique. Carter : Alliage d'aluminium Paliers : Fonte Protection : IP 55 Isolation : Classe F Tension : 400V ± 10% Pour humidité relative inférieure à 95% Boîtes à bornes : Aluminium Capot de ventilation : Métallique Roulements : A jeu C3, graisse LHT, en butée avant, bloqués dans les versions à bride Équilibrage : - Classe S : HA 80 à 132 - Classe R : HA 160 à 315 Sondes : CTP dans le bobinage Peinture: Système Ia, Noir RAL9005 CARACTÉRISTIQUES PRINCIPALES DE CONSTRUCTION Document technique DT3 Page 5 sur 8 le schéma cinématique. 1 Validation de la mise en sécurité Question 1.A : calculer à l’aide du document DT1A, de la chaîne fonctionnelle sur DT3et du Schéma cinématique: 1. La vitesse de rotation en sortie du réducteur N1 ; ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 2. La vitesse maximale de rotation en sortie du moteur Nm; ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 3. La fréquence fs en sortie du variateur Altivar. ………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Question 3.B: Que peut-on dire de la vitesse maximale du pousseur si la fréquence maximale de pilotage programmée sur le variateur est de 60 Hz au point ©? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… Schéma cinématique de la chaîne d’énergie « Pousseur » Série L, z=21 dents Diamètre primitif : 63,68 mm réducteur Rapport de réduction : r1-4 Moteur Courroie crantée POULIE DOCUMENT REPONSE DR1 Z1=40 Z2=70 Z3=50 Z4=70 POULIE Page 6 sur 8 2 AMELIORATION DU SYSTEME DE PRODUCTION 2.1 Validité de la chaîne d’énergie du pousseur Question 2.1.A 1.1• compléter en commençant les calculs par l’effecteur pousseur. Pousseur Transmission Poulie courroie crantée 2 = 90 % Diamètre primitif : 63,68 mm P2= ……………….? F = 150N V = 2 m/s Réducteur à deux étages 1 = 93 % r =1/2,45 P1 = ………………... ? C1 = …………….….. ? 1= ….……………...? Moteur asynchrone LEROY SOMER LSMV71L 0,25KW m = …………………? cos  = …………………? Pm= …………………? Cm = …………….. ? m = …………….. ? U = 400 V I = …………………..? Pa = ………………..? A COMLETER EN DEMARRANT DEPUIS L’EFFECTEUR Cheminement de l’énergie Pa : puissance électrique absorbée P2 puissance mécanique DOCUMENT REPONSE DR2 Page 7 sur 8 1.2•Rédiger les démonstrations des calculs ; ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ……………............... ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ……………............... ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………............... ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ……………............... ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………............... ………………………………………………………………………………………………………...... ......... ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………............... ………………………………………………………………………………………………………...... ......... ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ……………............... ………………………………………………………………………………………………………… uploads/s1/ ds-pages-125678-1.pdf