Université Ziane Achouer de جامعــــــة ــ زي ــان عاشور الجـــلفة Faculté des
Université Ziane Achouer de جامعــــــة ــ زي ــان عاشور الجـــلفة Faculté des Sciences et de la Technologie ك ــــــــ لية الع ــــــ ـــ ل وم والتكنولوجي ــــ ا Département de Génie électrique قس ــــ م اله ـــــ ندسة الكهرب ــــ ائي ــــــ ة Domaine : Sciences et Technologies Filière : Électrotechnique Spécialité : Électrotechnique industriel MINI PROJET DE MODEL ELECTRICITE INDUSTRIELLE Thème Présenté par : Encadré par : GHRIEB TAHER Dr. AMARI ABDERAHMANE DAOUDI OMAR ELFAROUK Année Universitaire 2021-2022 République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Superieure et de la Recherche Scientifique TCPAR ( Thyristor Controlled Phase Angle Regulator) Tables des matières TABLE DES MATIERES Liste des figures LISTE DES FIGURES Figure I.1 Modèle d’un transformateur déphaseur ………………………………………………..…. 5 Figure III-1 : Structure du TCPAR………………………….………………...….…………......…7 Figure III -2 : Schéma de base d’un TCPAR …………………………………………………..... 8 Figure III -3 : Diagramme des phraseurs du TCPAR …………………………….……………… 9 Figure III -4 : a) Circuit équivalent d’un réseau électrique avec TCPAR , b) Diagramme vectoriel associé ……………….……………………………………………………………………………9 Figure III -5 : P R en fonction de δ radian avec un TCPAR ……………………………………….10 Figure III -6: Régulateur de phase dans une ligne reliant deux générateurs ………………….….10 Figure III.7: Régulateur d’angle de phase commandé par thyristors TCPAR : a) diagramme des tensions, b) puissance transmise ………………………………………………………...……….11 Liste des tableaux LISTE DES TABLEAUX MINI PROJET 1 Généralités sur les actionneurs I.1- Introduction : La conception d’un système automatisé permet la réalisation des taches complexes ou dangereuses pour l’homme, elle aide aussi l'être humain à réaliser des tâches répétitives et de gagner en efficacité et en précision. Pour un système automatisé, l'homme n'intervient que dans la programmation du système et dans son réglage afin d’obtenir des bonnes performances. Nous pouvons définir l'automatique comme la discipline scientifique permettant d’analyser les systèmes automatisés et de choisir/concevoir/réaliser la commande des systèmes en général. Cette discipline a pour fondements théoriques les mathématiques, la théorie du signal et de l’informatique. L’automatique permet à l’opérateur de contrôler un système en respectant un cahier des charges (rapidité, dépassement, stabilité…). La commande des systèmes peut se faire soit en boucle ouverte soit en boucle fermée. Commande en boucle ouverte : la commande est élaborée sans l'aide de la connaissance des grandeurs de sortie du système à piloter (il n'y a pas de feedback). Figure 1.1: Système de commande en boucle ouverte (BO). Comme le signal de commande (entrée) est indépendant du signal de sortie, la valeur obtenue en sortie peut être très différente de la valeur souhaitée lorsqu'une perturbation extérieure intervient sur le système, pour cela la commande en boucle ouverte est moins performante par rapport à la commande en boucle fermée. Pour améliorer la stabilité et les performances de la commande que ce soit en régime transitoire (rapidité) ou en régime permanent (précision), il est indispensable d’observer les sorties du système pour les comparer à la sortie désirée. Cette structure de commande est connue sous le nom de commande en boucle fermée. La loi de commande est alors fonction de la consigne (la valeur désirée) et de la sortie. MINI PROJET 2 Figure 1.2: Système de commande en boucle fermée (BF). La boucle de commande en boucle fermée est constituée de : Correcteur : son rôle est d’élaborer à partir du signal d’erreur e(t) la valeur du signal de commande u(t); Actionneur : Cet organe apporte de l’énergie au système afin de produire l’effet souhaité ; Capteur: Son rôle est de prélever sur le système la grandeur asservie et la transforme en un signal compréhensible par le contrôleur. Actionneur : C’est l’organe d’action qui apporte l’énergie au système pour produire l’effet Souhaité. Il transmet les ordres du correcteur au système à commander ; I.2- Actionneurs : Un actionneur est un objet technique utilisé pour convertir l’énergie d'entrée d’une forme en une autre forme en sortie afin d’agir sur le système à commander. Il peut être du type électrique (moteur électrique), hydraulique (vérin ou moteur hydraulique), pneumatique (vérin ou moteur hydraulique). Dans une boucle de commande, le contrôleur compare la valeur réelle de sortie donnée par le capteur à la valeur désirée et puis ajuste le signal de commande. L’actionneur convertit le signal de commande en une quantité physique pour lancer un mouvement, réglant de ce fait la variable commandée. MINI PROJET 3 Figure 1.5: Représentation fonctionnelle d’un actionneur. Un actionneur peut être décomposé en deux modules séparés : l’amplificateur de signal et le transducteur. L'amplificateur convertit le signal de commande (de basse puissance) en signal de puissance élevée transmise au transducteur ; ce dernier convertit l'énergie du signal de commande amplifié en travail. Figure 1.6: Structure interne d’un actionneur. I.3- Classification des actionneurs : La classification des actionneurs peut se faire selon plusieurs critères, entre autre : l’énergie utilisé, phénomène physique utilisable, principe mis en ouvre, la mobilité ou non de l’énergie convertie. A. Énergie utilisé : Pneumatique ; hydraulique (eau ou huile); électrique ; mécanique ; combustible fossile B. Phénomène physique utilisable : Déplacement ou freinage, froid, chaleur, lumière, son. ENERGIE DISPONIBLE ENERGIE UTILISABLE Electrique Pneumatiqe hydraulique Force Coupl e ACTIONNEUR CONVERTIR L’ENERGIE Un actionneur peut convertir une énergie d’entrée disponible sous une certaine forme (électrique, hydraulique..), en une énergie utilisatrice sous une forme différente (mécanique…). MINI PROJET 4 C. Principe mis en ouvre : Les effets et les propriétés physiques utilisés dans la conception des actionneurs sont nombreux : Actionneur pneumatique : pour ce genre d’actionneurs les propriétés de compression et de délitation sont utilisées dans la conception. Actionneur hydraulique : on utilise la propriété d’incompressibilité du fluide. Actionneur électrique : parmi les principes et propriétés utilisés nous pouvons citer : effet joule, effet magnétique, effet piézoélectrique, électroluminescence. D. Mobilité ou non de l’énergie convertie : Selon ce critère, nous pouvons classer les actionneurs en deux familles : Actionneur dynamique : pour ce type d’actionneur l’énergie convertie est mécanique, ce qui permet de mobilités en translation (avec des forces) ou en rotation (avec des couples). Actionneur statique : l’énergie convertie et sans mobilité comme une résistance ou une lampe. I.4- Les familles des actionneurs : Les actionneurs les plus utilisés peuvent être classés en trois catégories, à savoir : - actionneur pneumatique. - actionneur hydraulique. - actionneur électrique. I.4.1- Actionneur pneumatique : Ces actionneurs peuvent soulever, pousser, tirer, serrer, tourner, bloquer, percuter, abloquer. Ils sont utilisés généralement dans les applications qui nécessitent des mouvements séquentiels simples. Son principe de fonctionnement consiste à convertir une énergie d’entrée pneumatique en énergie utilisatrice mécanique. Il existe des actionneurs pneumatiques linéaires ou vérins et des actionneurs pneumatiques rotatifs. La classification des actionneurs pneumatiques tient compte du mode d’action de la tige : simple effet ou double effet. MINI PROJET 5 I.4.2- Actionneur hydraulique : Ces actionneurs trouvent leur utilité dans les mouvements qui exige des forces très élevées à faible vitesse. Leur principe de fonctionnement consiste à convertir une énergie d’entrée hydraulique (débit d'huile + pression) en énergie utilisatrice mécanique. Une pompe électrique fournie de l’huile à l’actionneur via des tuyaux. L actionneur est équipé d’une canalisation de retour sert à récupérer l’huile qui s‘échappe lors du fonctionnement et la ramener vers la pompe après filtrage et refroidissement éventuel. Nous pouvons trouver les actionneurs hydrauliques comme des vérins linéaires ou des moteurs rotatifs. I.4.3- Actionneur électrique : Ces actionneurs sont simples à mettre en œuvre et trop sollicités dans les applications qui exigent des mouvements rotatifs et linéaires. Leur principe de fonctionnement consiste à convertir une énergie d’entrée électrique en énergie utilisatrice mécanique. Ils sont convenables pour les applications à forte dynamique et grande précision. La diversité de technologie de ce type d’actionneurs, leur simplicité de commande leur ont permis de pénétrer facilement au monde industriel. De plus, l’énergie électrique est facile à utiliser et se prête facilement aux commandes et réglages automatiques. MINI PROJET 6 Actionneur pneumatique II.1- Généralités : Ils peuvent soulever, pousser, tirer, serrer, tourner, bloquer, percuter, abloquer, etc. Leur classification tient compte de la nature du fluide (pneumatique ou hydraulique) et du mode d’action de la tige : simple effet, double effet, etc. Une grande quantité de fonctions complémentaires peut leur être intégrée : amortissement de fin de course, capteurs de position, dispositifs de fin de course, dispositifs de détection, distributeurs, guidages, etc. Un actionneur pneumatique convertit une énergie d’entrée pneumatique en une énergie utilisatrice mécanique. On distingue : Les actionneurs pneumatiques linéaires ou vérins . Les actionneurs pneumatiques rotatifs ou moteurs pneumatiques et les vérins rotatifs II.2- Les actionneurs pneumatiques linéaires ou vérins : Caractéristiques des actionneurs linéaires Poussée théorique De 20N à 50000N pour 4 bars < p < 8 bars Vitesse 0,2 à 0,3 m/s Rendement volumétrique 0,5 Précision et position Assez bonne (asservissement de position encore délicat mais existant et en fort cours de développement) Avantages Installation et maintenance facile - Poids et encombrements faibles - Travail possible en ambiance humide ou explosive - Coût réduit Inconvénients Forte consommation d’énergie Fonctionnement bruyant (silencieux nécessaires) MINI PROJET 7 II.3- Les Verins Pneumatiques : Définition: Un vérin pneumatique est un actionneur qui permet de transformer l’énergie uploads/Industriel/ republique-algerienne-democratique-et-populaire-ministere-de-l-x27-enseignement-superieure-et-de-la-recherche-scientifique.pdf
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- Publié le Mar 14, 2021
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