Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Guide technique No. 1 La technologie DTC ou le contrôle direct de couple - la t

Guide technique No. 1 La technologie DTC ou le contrôle direct de couple - la technologie la plus évoluée pour la commande des moteurs à cage d‘écureuil ABB drives 2 La technologie DTC ou le contrôle direct de couple | Guide technique No. 1 Guide technique No. 1 | La technologie DTC ou le contrôle direct de couple 3 © Copyright 2012 ABB. Toutes les dispositions, indications et caractéristiques sont susceptibles de modification sansréavis. 3BFE64287273 REV C 23.2.2012 Guide technique No. 1 La technologie DTC ou le contrôle direct de couple - la technologie la plus évoluée pour la commande des moteurs à cage d‘écureuil 4 La technologie DTC ou le contrôle direct de couple | Guide technique No. 1 Guide technique No. 1 | La technologie DTC ou le contrôle direct de couple 5 Table des matières Chapitre 1 - Introduction ...........................................................................7 Généralités .........................................................................................7 Pourquoi ce guide? ............................................................................7 Contenu du guide ...............................................................................7 Chapitre 2 - Le contrôle direct de couple: les étapes clés d’une révolution technologique ............................................................................................8 Qu’est-ce qu’un entraînement à vitesse variable? ................................8 Les différentes techniques de commande des moteurs ........................8 Entraînements à courant continu .........................................................9 Les spécificités ..............................................................................9 Les avantages .............................................................................10 Les inconvénients ........................................................................10 Entraînements à courant alternatif - Introduction ................................11 Entraînements à courant alternatif à commande en fréquence, de type MLI ......................................................................................11 Les spécificités ............................................................................11 Les avantages .............................................................................12 Les inconvénients ........................................................................12 Entraînements à courant alternatif à contrôle vectoriel de flux, de type MLI .....................................................................................12 Spécificités ..................................................................................13 Les avantages .............................................................................13 Les inconvénients ........................................................................13 Entraînements à courant alternatif à technologie DTC.........................14 Variables de commande ....................................................................14 Comparaison des différentes techniques de variation de vitesse .........15 Chapitre 3 - Questions et réponses .........................................................17 Généralités .......................................................................................17 Les performances .............................................................................18 Principes de fonctionnement .............................................................25 Chapitre 4 - Notions théoriques de base .................................................29 Fonctionnement de la technologie DTC .............................................29 Boucle de régulation de couple .........................................................30 Etape 1 Mesure de la tension et du courant ..................................30 Etape 2 Modèle Moteur Adaptatif .................................................30 Etape 3 Comparateur de couple et comparateur de flux ................31 Etape 4 Logique de commande optimisée .....................................31 Boucle de régulation de vitesse .........................................................32 Etape 5 Contrôleur de consigne de couple ....................................32 Etape 6 Régulateur de vitesse ......................................................33 Etape 7 Contrôleur de consigne de flux .........................................33 Chapitre 5 - Index ....................................................................................34 6 La technologie DTC ou le contrôle direct de couple | Guide technique No. 1 Guide technique No. 1 | La technologie DTC ou le contrôle direct de couple 7 Chapitre 1 - Introduction Généralités La technologie DTC, ou contrôle direct de couple, est la technique de commande la plus performante des moteurs asynchrones, mise au point par le numéro un mondial de la variation de vitesse. Pourquoi ce guide? Ce guide technique a pour ambition de vous expliquer ce qu’est la technologie DTC; l’origine et les étapes de son développement; les fondements théoriques qui justifient le succès qu’elle rencontre; et, enfin, les spécificités et les avantages de cette nouvelle technologie. Bien que mettant en avant, dans la mesure du possible, les as- pects pratiques, ce guide exige de la part du lecteur des notions de base des principes de commande des moteurs à courant alternatif. Il est destiné à tous ceux qui doivent faire des choix techniques et économiques - concepteurs, ingénieurs, responsables des achats, constructeurs OEM et utilisateurs finals - dans les domaines d’activité les plus divers tels que distribution et traitement des eaux, industrie chimique, industrie papetière, production d’énergie, manutention/levage, génie climatique, etc. En fait, pour tous ceux qui connaissent et exploitent des entraînements à vitesse variable et qui désirent tirer pleinement parti des potentiels de la variation de vitesse, ce guide technique constituera un véritable ouvrage de référence. Contenu du guide Le contenu de ce guide technique suit le cheminement du développement de la vitesse variable jusqu’à l’avènement de la technologie DTC. Ceux qui désirent connaître les grandes étapes de l’évolution des entraînements électriques, des techniques à courant continu aux entraînements à courant alternatif jusqu’à la technologie DTC, liront le chapitre 2 (pages 8). Ceux qui cherchent plus particulièrement à examiner les performances de la technologie DTC, son mode de fonctionnement et les formidables perspectives qu’elle offre pour les applications les plus diverses, passeront directement au chapitre 3, Questions et réponses, page 17. Enfin, pour une description théorique de la technique de commande DTC, reportez-vous à la page 29. 8 La technologie DTC ou le contrôle direct de couple | Guide technique No. 1 Chapitre 2 - Le contrôle direct de couple: les étapes clés d’une révolution technologique Qu’est-ce qu’un entraînement à vitesse variable? Pour bien comprendre la réponse à cette question, il faut au préalable comprendre que la fonction de base d’un entraînement à vitesse variable est de réguler le débit d’énergie entre le réseau d’alimentation électrique et l’application. L’énergie est transmise à l’application par l’intermédiaire de l’arbre mécanique du moteur. Deux grandeurs physiques décri- vent l’état de l’arbre moteur: le couple et la vitesse de rotation. Pour contrôler et réguler le débit d’énergie, il faut par conséquent agir sur ces deux grandeurs. Dans la pratique, on agit sur une de ces deux variables, et on parle alors de “régulation de couple” ou de “régulation de vi- tesse”. Dans un entraînement à vitesse variable fonctionnant en mode régulation de couple, la vitesse est fonction de la charge. De même, lorsqu’il fonctionne en mode régulation de vitesse, le couple est fonction de la charge. A l’origine, seuls les moteurs à courant continu étaient utilisés pour les entraînements à vitesse variable car ils permettaient d’obtenir la vitesse et le couple requis sans recourir à des dis- positifs électroniques complexes. Cependant, le développement des variateurs de vitesse à courant alternatif résulte en partie de la volonté d’obtenir les niveaux de performances très élevés des moteurs à courant continu (en termes de temps de réponse en régulation de couple et de précision en régulation de vitesse) avec des moteurs à courant alternatif, réputés pour leur robustesse, leur coût plus abordable et leur simplicité de maintenance. Les différentes techniques de commande des moteurs Dans ce chapitre, nous analyserons l’évolution des entraîne- ments à vitesse variable jusqu’à l’avènement de la technique de commande DTC, en reprenant les quatre principales étapes technologiques, à savoir : – Entraînements à moteurs à courant continu 7 – Entraînements à courant alternatif à commande en fréquence, de type MLI 9 – Entraînements à courant alternatif à contrôle vectoriel de flux, de type MLI 10 – Entraînements à courant alternatif à technologie DTC (contrôle direct de couple) 12 Guide technique No. 1 | La technologie DTC ou le contrôle direct de couple 9 Variateur c.c. Régulation de vitesse Régulation de couple C Nous étudierons successivement chaque technique de com- mande avec ses avantages et ses inconvénients principaux, pour ensuite présenter une vision d’ensemble mettant en avant les différences essentielles qui existent entre ces quatre techniques. Entraînements à courant continu Figure 1: Boucle de régulation d’un entraînement à moteur c.c. Les spécificités – Orientation du flux assurée par un ensemble mécanique (collecteur et balais) – Les variables de commande sont le courant d’induit et le courant d’inducteur, mesurés DIRECTEMENT sur le moteur – Le contrôle de couple est direct Dans un moteur à courant continu, le champ magnétique est créé par le courant qui parcourt l’enroulement de champ stato- rique. Ce champ doit toujours être à angle droit par rapport au champ créé par l’enroulement d’induit. Cette condition, appelée orientation du flux, est obligatoire pour engendrer un couple maximum. C’est l’ensemble collecteur-balais qui veille à ce que cette condition soit satisfaite, quelle que soit la position du rotor. Une fois que l’orientation du flux est obtenue, on contrôle aisé- ment le couple du moteur c.c. en faisant varier le courant d’induit et en maintenant constant le courant magnétisant. L’avantage des entraînements à c.c. réside dans le fait que la vitesse et le couple - qui sont les deux variables qui intéressent principalement l’utilisateur - sont contrôlés et régulés directement par l’intermédiaire du courant d’induit; en d’autres termes, le couple est la boucle de régulation interne et la vitesse la boucle de régulation externe (cf. figure 1). Le contrôle direct de couple: les étapes clés d’une révolution technologique 10 La technologie DTC ou le contrôle direct de couple | Guide technique No. 1 Les avantages – Régulation de couple précise et rapide – Précision dynamique élevée en régulation de vitesse – Simplicité de la technique de commande A l’origine, les entraînements à courant continu étaient utilisés pour les applications à vitesse variable du fait de leurs excellentes performances en régulation de couple et de vitesse, en termes de temps de réponse et de niveau de précision. Les caractéristiques du couple produit par une machine à courant continu sont les suivantes : – Direct - le couple moteur est proportionnel au courant d’in- duit: il peut ainsi être contrôlé et régulé directement et avec précision. – Instantané - la régulation de couple est quasi instantanée; le système d’entraînement offre d’excellentes performances dynamiques en régulation de vitesse. Le couple peut être adapté instantanément si le moteur est alimenté par une source de courant uploads/Management/ fr-technical-guide-no-1-revc-pdf.pdf