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[2] Les chiffres grisés entre crochets renvoient à la bibliographie. La méthode de dimensionnement d'un moteur d'axe. Calcul du couple moteur nécessaire pour
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le courant devient environ proportionnel au couple Le courant moteur total peut être estimé comme suit: Exemple 4 1: Le courant nominal d’un moteur de 15 kW est 32 A et son facteur de puissance 083 Quel est le courant magnétisant du moteur au point de fonctionnement? Quel est le courant total à un couple
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Figure 1 – Structure d’un moteur à courant continu Le moteur à courant continu (MCC) est une machine dontlespiècesmaîtressessontlerotor(partiemobile)et lestator(partie?xe) Le stator appelé inducteur est magnétisé soit par un bobinage alimenté par un courant continu soit par des aimantspermanents
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Les moteurs à courant continu L’utilisation en moteur de la machine à courant continu est très répandue surtout pour le fonctionnement à vitesse réglable pour les asservissements et en traction électrique 1°-Principe de fonctionnement Au chapitre 4 on a déjà établi la réversibilité de la machine électrique M Enegie K 1 Electriqur
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Guide de choix d'un moteur à courant continu Méthode Sect° 4303 Page 1/3 1 Présentation Le choix d’un moteur à courant continu doit permettre l’entraînement de la machine accouplée avec les performances imposées par le cahier des charges à savoir : Le nombre de quadrants de fonctionnement
LA MACHINE À COURANT CONTINU - projeteuorg
La machine à courant continu est un convertisseur d'énergie totalement réversible elle peut fonctionner soit en moteur convertissant de l'énergie électrique en énergie mécanique soit en génératrice convertissant de l'énergie mécanique en énergie électrique
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modélisation d’un moteur à courant continu le seconde présente le principe de la commande PID ainsi que sa synthèse et dans le dernier une réalisation et analyse expérimentale appliquée sur un exemple de commande en vitesse d’un moteur à courant continu pour test la validité de cette implémentation
Comment fonctionne un moteur à courant continu ?
En utilisant un moteur à courant continu, il n’y a aucune étape intermédiaire de conversion d’énergie de batterie DC alimentation pour faire fonctionner le moteur. Le moteur Briggs a huit trous de la fin (le « visage ») du moteur pour le rendre facile à monter sur un morceau de plat en acier ou en aluminium.
Quel est le degré de protection d'un moteur à courant continu?
Moteur avec technologie magnétique permanente selon le degré de protection IP 40 et IP 53. En plus de la forme, les données de fonctionnement ou de performance sont les facteurs les plus importants à prendre en compte lors de l'achat d'un moteur à courant continu. Ces mesures comprennent un certain nombre de mesures différentes.
Quel est le degré d’isolation d’un moteur à courant continu?
La classe d’isolation est H. Sur demande les moteurs en hauteur d’axe 180 mm peuvent être compensés. Système de refroidissement. Les moteurs à courant continu de type DMR sont en série équipés d’un système radial de ventilation forcée. Le degré de protection est alors IP23.
Comment réduire la vitesse de rotation d’un moteur à courant continu?
La réduction de la vitesse de rotation s’opère en diminuant la tension d‘induit. Les moteurs à courant continu de ce catalogue ont un couple constant jusqu‘à 0 min-1 , décroissant en fonction de la tension d’induit appliquée. L’augmentation de la vitesse de base se réalise par affaiblissement de champ.
n"existe pas de méthode générale systématique de choix d"un servomoteur, vu le nombre considé-
rable de paramètres technico-économiques à prendre en compte. Les techniciens ou les ingénieurs de bureau d"études invoquent le plus souvent l""expérience» et le "savoir-faire». Mais cela n"est pas satisfaisant pour les enseignants que nous sommes.Pour pallier ce manque, cette seconde partie nous
livre une méthode guidée de détermination d"un moteur en neuf étapes.Rappelons que l"on se place toujours dans le cas
d"une machine automatique sur laquelle on désire effectuer un déplacement en translation. L"actionneur est un moteur rotatif, le transformateur de mouve- ment pouvant être de n"importe quel type: vis-écrou, poulie-courroie, pignon-crémaillère... Et, en général, le cahier des charges impose un déplacement donné X en un temps maximal T dicté par le temps de cycle de la machine T cyRappelons également que les calculs que nous allons mettre en uvre dans la méthode résultent d"une modé-
lisation de la chaîne d"action, menée dans la première partie (voir Technologie n o 151).La méthode de choix et de
dimensionnement d"un motoréducteur d"axe Cette méthode peut se représenter au moyen de l"orga- nigramme , qui, sans être exhaustif, met en évidence les rebouclages inévitables dus aux interactions entre les composants. Elle est largement inspirée du Techno- guide E[1] [2] Choisir et dimensionner un motoréducteur d"axe lors de la conception d"une machine automatique n"est pas toujours chose aisée. Après avoir posé le problème et modélisé la chaîne d"action en vue de son dimensionnement, l"auteur nous propose donc maintenant une méthode guidée de calcul de moteur, avec une application sur un cas réel de machine automatique. Nul doute que cette contribution fera référence - et on peut aussi y voir une forme d"hommage à Christian Merlaud, que beaucoup d"entre nous ont connu et apprécié. Chaque étape de la méthode, repérée par un numéro, est ensuite explicitée. ObjectifsdedéplacementDonnées :
Loi de vitesse
Distance à parcourir: X
Temps de déplacement: T
Calculs
Si loi trapèze, prendre la loi "13-13-13»
avec: V max = 3X2T et a = 9X2T 2Si loi autre, prendre sinus carré
avec: V max = 2XT et a = 8XT2 Estimationdelapuissance
pourdéplacerlacharge Ce calcul permet de prédéfinir la gamme dans laquelle le moteur sera choisi.Ledimensionnement
d"unemotorisationd"axeFRANCIS BINET
[1] mots-clés actionneur, automatismes, mécanique, puissance, transmission [1]Professeur agrégé de génie mécanique en STS MAI à Châtenay-Malabry (92).
[2]Les chiffres grisés entre crochets renvoient à la bibliographie. La méthode de dimensionnement d"un moteur d"axe Calcul du couple moteurnécessaire pour la charge seuleAjouter ce moteur à la
liste des sélectionnés r Estimation de la puissancepour déplacer la chargeObjectifs de déplacement
rPrésélection d"un moteur
NOVEMBRE?DÉCEMBRE 2007TECHNOLOGIE ?? (seconde partie)Données :
Vitesse maximale de la charge: V
maxAccélération de la charge: a
E?ort sur la charge: F
Masse de la charge: M
Rendement global estimé de la chaîne cinématique: ηCalculs
Puissance d"accélération: P
a = MaV maxPuissance permanente: P
p = FV maxPuissance totale: P
t = (MaV max ) + (FV maxPrésélectiond"unréducteur
derapportderéductionrDonnées :
Vitesse nominale estimée du moteur: ω
nomVitesse maximale de la charge: V
max Coe?cient de transmission du transformateur de mouvement: kCalculs
Usuellement: 3000 trmin < ω
nom < 5000 trmin r < (kω nom V maxSi r < 2, envisager un entraînement direct
Calculducouplemoteurnécessaire
pourdéplacerlachargeDonnées :
Accélération de la charge: a
E?ort sur la charge: F
Gain en vitesse de la chaîne cinématique: λ = k r = Vω mRendement global estimé: η
Inertie du transformateur de mouvement: J
tCalculs
J c : inertie de la charge ramenée à l"arbre moteur: J c = (J t + k 2 M)r 2Couple d"accélération: C
ma = J c aλCouple permanent: C
mp = λFηCouple crête: C
max = (J c aλ) + (λFη)Présélectiond"unmoteur
On choisit un moteur dont le couple permanent est
supérieur au couple crête déterminé enCalculducouplenécessaire
entenantcomptedumoteurDonnées :
Accélération de la charge:a
E?ort sur la charge: F
Coe?cient de transmission de la chaîne cinématique: λ = kr = Vω mRendement global estimé: η
Inertie moteur: J
mInertie réducteur: J
rCalculs
Inertie équivalente totale ramenée à l"arbre moteur: J e = J m + J r 2 MCouple d"accélération: C
ma = J e aλCouple permanent: C
mp = λFηCouple crête: C
max = (J e aλ) + (λFη)Véri?cationcouple-vitessedumoteur
surlescourbesduconstructeur Aucun point de fonctionnement ne doit être extérieur à la zone tant en régime permanent qu"en régime transi- toire. Il est recommandé de prendre une marge confor- table à ce niveau (environ 25 %).Véri?cationdurapportd"inertie
En théorie, on obtient les meilleures performances lorsque le rapport d"inertie est de 1:1. On ne peut pas toujours atteindre cet objectif, la vitesse de rotation du moteur devenant trop élevée. En pratique, le rap- port d"inertie ne doit pas dépasser une valeur com- prise entre 5 et 10 pour les applications courantes, suivant la qualité de la mécanique. Le cas échéant, augmenter le rapport de réduction r afin de réduire le rapport d"inertie.Véri?cationducouplethermique
Lorsque le cycle de fonctionnement du moteur laisse peu de temps pour le refroidissement, on détermine le couple équivalent thermique, lequel ne doit pas dépas- ser le couple permanent du moteur.Application: une machine
de fabrication de cartes à puceCette machine
, construite par la société NBS Tech- nologies, a servi de support pour le sujet de l"épreuve d"automatismes et informatique industrielle de la ses- sion 2007 de l"agrégation interne de mécanique. L"étude de l"automatisme séquentiel a fait l"objet d"un article dans le numéro 150 de Technologie[2]: "NBS Technologies est une entreprise canadienne spécialisée dans le domaine du conditionnement des cartes à puce. Elle construit des machines modulaires capables de réaliser toutes les opérations de la fabri- cation d"une carte: fraisage de la cavité, encollage du module électronique, montage du module, marquage, ??TECHNOLOGIE NOVEMBRE?DÉCEMBRE 2007Poulie motrice
Poulies folles
gravure par matriçage, gravure laser, programmation personnalisée de la puce, ainsi que tous les contrôles qualité. La filiale française est située à Rousset dans la région Paca.»Cadence maximale: 5000 cartesheure
Temps de cycle minimal: 0,7 s
Capacité des magasins: 500 cartes chacun
Dimensions: 4,3 m × 1,15 m × 1,85 m
Prix ≈ 350 K
Étudedelamotorisation
dutransfertlinéaire Le déplacement des cartes est assuré par un transfert linéaire à courroie crantée à taquets . Ce système est mû par un motoréducteur asservi entraînant en rotation une couronne triple dentée (poulie motrice) Cette couronne entraîne la courroie crantée principale qui porte les cartes entre ses taquets ainsi que deux courroies plus petites permettant d"amener les cartes du magasin vers le transfert linéaire proprement dit. La même structure se retrouve de l"autre côté, toutes les poulies étant folles. Remarque: Ce système d"avance est utilisé pour diffé- rentes versions de ce type de machine. Ses performances attendues sont donc sujettes à des variations.Données :
Masse en translation (5 courroies + taquets + 32 cartes):M = 1 kg maxi
Inertie des poulies (2 poulies dentées + 2 poulies lisses): J t = 8 × 10 - 3 kg m 2Rayon des poulies dentées: R
p = 0,065 m E?orts résistants dus aux frottements sur la courroie < 10 N Rendement de la chaîne cinématique (poulie courroie + réducteurà faible jeu): η = 0,8
Choix technico-économiques préalables :
Fournisseur du moteur, du réducteur et du variateur: ParvexType de moteur choisi: moteur
brushless Carte de commande avec lois trapèze à sinus carréChaîne cinématique
non modi?ableApplication de la méthode
Objectifsdedéplacementpourlacharge
Distance à parcourir: X = 0,065 m
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