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Alimenter en énergie 1. Situation Alimenter en énergie c’est fournir au système

Alimenter en énergie 1. Situation Alimenter en énergie c’est fournir au système l’énergie nécessaire pour son fonctionnement. L’origine de cette énergie peut provenir d’une alimentation réseau ou locale. 2. Définition 3. Nature de l’énergie : Pour réaliser une action , la majorité des systèmes utilisent de l’énergie électrique( qui est très répondue) ou de l’énergie pneumatique(sous forme d’air comprimé utilisé dans les systèmes industriels ). 3.1 L’énergie pneumatique : Se caractérise par deux grandeurs : Le débit noté Q et exprimé en m 3/s La pression notée P et exprimée en Pascal(Pa), ou en Bar(bar). C’est une force appliquée sur une surface. F : force en Newton (N) S : Surface (m2) P= F/S Avec 1Pa = 1 N/m2 et 1bar= 105Pa = 1 daN/cm2 La puissance pneumatique (Ppneu) s’exprime en watts (W) Ppneu = Q x P Ppneu : en Watts (W) Q : en m3/s P : en Pascal (Pa ) 3.2 L’énérgie éléctrique : Se caractérise par deux grandeurs : La tension notée U et exprimée en Volt ( V) L’intensité notée I et exprimée en Ampères (A) Pélec : en Watt (W) U : en Volt ( V) I : en Ampères (A) La puissance électrique Pélec s’exprime en Watt (W) : Pélec = U x I 3.3 L’énergie mécanique : a. L’énergie mécanique de translation : Se caractérise par deux grandeurs : La vitesse de translation notée V exprimée en mètre par seconde (m /s) La force motrice du déplacement notée F et exprimée en Newton (N) Pméca : en watt (W) F : en Newton (N) V : en m/s La puissance mécanique de translation notée (Pméca) s’exprime en watt (W) Pméca= F x V b. L’énergie mécanique de rotation : Se caractérise par deux grandeurs : La vitesse de rotation notée  et exprimée en radians par seconde (rd/s)  = 2 N /60 avec N : fréquence de rotation en tr/min Le couple moteur de la rotation noté C et exprimé en Newtons mètre (N.m) Pméca : en watt (W) C : en N.m  : en rd/s La puissance mécanique de rotation (Pméca) s’exprime en watt (W) Pméca = C x  Remarque : Il existe d’autres types d’énergies : •l’énergie hydraulique sous forme d’huile comprimé •L’énergie calorifique sous forme de chaleur •Rendement : Lors de la transformation d’énérgie(d’une forme à une autre ) on aura toujours des pertes d’énergie. Ainsi un élément qui absorbe une puissance Pe à son entrée et fournit une puissance de sortie Ps a un rendement :  =Ps /Pe (  1 car Pe = Ps + Pertes) Remarque : Pour assurer des fonctions de service, beaucoup de produits utilisent une chaine d’énergie qui apporte la quantité et la forme d’énergie au bon moment pour réaliser l’action désirée . 5. Types d’alimentations : 5.1 Alimentation électrique réseau 5.1.1 Introduction On appelle réseau électrique l'ensemble des infrastructures permettant d'acheminer l'énergie électrique des centrales électriques (sites de production), vers les consommateurs d'électricité. 5.1.2 Le principe de production de l’énergie électrique : Les sources principales de l’énergie électrique sont des centrales qui utilisent : •L’énergie hydraulique de l’eau des barrages. •L’énergie thermique classique : combustion de fuel, de charbon •L’énergie thermique nucléaire : fission de l’uranium 235 •L’énergie éolienne : exploitation de la force du vent. Pour produire de l’énergie électrique une turbine (hélice) est entrainée en rotation par un débit d’eau (dans une centrale hydraulique), par de la vapeur (dans une centrale thermique)ou du vent (dans une centrale éolienne), entraîne en rotation un alternateur qui produit de l’électricité. A la sortie des centrales des transformateurs élèvent la tension pour transporter l’énergie électrique A l’approche du point de consommation l’énergie électrique est abaissée Et distribuée sous forme d’un réseau (Triphasé+ Neutre ;pour applications industrielles. Phase +Neutre ; pour usage domestique) Centrale hydraulique Centrale thermique Centrale nucléaire 5.2 Alimentation autonome 5.2. 1. Introduction Cette solution d’alimentation en énergie électrique par une source locale offre l’avantage de la mobilité en n’étant pas obligé de se raccorder au réseau. Les différentes solutions sont : Les piles, Les accumulateurs, Les photopiles, Les éoliennes. 5.2.2 Différents types a - Les piles Une pile est un appareil non rechargeable qui transforme de façon irréversible de l’énergie chimique en énergie électrique. Stocker une seule fois de l’énergie chimique pour la restituer en énergie électrique Energie chimique Energie électrique PILE b - Les accumulateurs Un accumulateur est un appareil qui emmagasine de l’énergie sous forme chimique pour la restituer sous forme électrique. C’est un élément rechargeable. Stocker sous une forme Chimique de l’énergie électrique Energie électrique Energie électrique Restituer sous une forme Electrique l’énergie chimique stockée (en charge) (en décharge) ACCUMULATEUR c - Les photopiles Une photopile qui est le siège d'un effet photovoltaïque transforme un rayonnement électromagnétique, flux lumineux, en courant électrique. Transformer Flux lumineux Courant électrique PHOTOPILE Les photopiles sont constituées de silicium, un matériau semi-conducteur qui abrite donc des électrons. Excités par les rayons du soleil, les électrons entrent en mouvement et produisent de l'électricité. d - Les éoliennes Une éolienne est un générateur de courant électrique actionné par le vent. Transformer Vent Courant électrique EOLIENNE e - Groupe électrogène Le groupe électrogène est composé d’un moteur thermique qui entraîne un alternateur. 5.3 Alimentation en énergie pneumatique 5.3.1. Présentation La production de l’énergie pneumatique est assurée par un compresseur, qui converti l’énergie électrique mise à sa disposition par le réseau. Cette énergie pneumatique est ensuite adaptée (filtrage, régulation, lubrification) et stockée (réservoir). Un réseau de distribution (conduites rigides ou souples, distributeurs) permet d’alimenter les actionneurs. 5.3.2 Structure d’une alimentation pneumatique : Toute installation pneumatique assurant une production et une distribution d’air comprend :  Un compresseur avec un réservoir d’air  Un système de traitement de l’air  Un dispositif de sécurité et de régulation  Un ensemble de circuits de distribution généralement réalisé en tube acier ou cuivre Compresseur silencieux Compresseur industriel compresseur pressostat condensât Soupape de vidange citerne Distribution SWP 10bar Vanne d’isolement Soupape de sûreté Local compresseur bien aéré et le filtre d'admission loin des sources de pollutions 6.3 Le traitement de l’air: Représentation symbolique détaillée et simplifiée avec 1 – Filtre, 2 – Régulateur de pression, 3 – Lubrificateur 3 1 2 Représentation détaillée Représentation simplifiée Pour le traitement de l’air, le matériel utilisé est une unité de conditionnement d’air comprimé appelée FRL (Filtre – Régulateur – Lubrificateur). FRL : Filtre Régulateur et Lubrificateur Il assure la fourniture de l’air à l'équipement Encore appelés Têtes de ligne, ils adaptent l’énergie pneumatique au système RESEAU • air propre et sec • Une pression correcte • Un air lubrifié • consignation Cet ensemble est constitué de 2 ou 3 appareils montés en série dans un ordre déterminé. Il se compose de :  1 Filtre : Son rôle est de soustraire du système tous ces éléments nuisibles au bon fonctionnement. L'inspection visuelle quotidienne est exigée impuretés éjectés sous la pression Filtre les poussières Assèche l’air Symbole Symbole  2 Régulateur de pression : Le rôle de cet appareil est de maintenir l’air comprimé à une pression constante, quelles que soient les fluctuations en air du réseau. Il doit réguler la pression en fonction de la demande sur le réseau. Il est souvent associé à un manomètre qui permet de contrôler la pression. 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar P1 P2 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar P1 P2 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar P1 P2 Consommation système  3 lubrificateur : Son rôle consiste à injecter dans l’air une quantité d’huile afin de permettre la lubrification des parties mobiles des composants entrant dans la constitution des systèmes pneumatiques. Symbole 6.3.3 structure générale d’une ligne d’alimentation pneumatique. Le dessin ci-dessous illustre de manière schématique la structure générale d’une ligne d’alimentation FIN uploads/Industriel/ presentation-cours-alimenter-tct.pdf