VARIATION DE VITESSE : MOTEUR ASYNCHRONE Mise en œuvre

VARIATION DE VITESSE : MOTEUR ASYNCHRONE
Mise en œuvre du variateur VNTA
A .CABLAGE DE LA PLATINE DU VARIATEUR :
Mise en service et sécurité :
On raccorde l’alimentation secteur triphasée aux bornes L1 L2 L3.
On raccorde le moteur aux bornes U V W.
La platine VNTA et le moteur (couplage étoile) doit être mis à la terre.
On vérifie que l’installation est bien protégée par un disjoncteur différentiel, arrêt d’urgence,
sectionneur et fusible ( dont on vérifie le calibre).
Pour la mise en route, comme on ne peut pas fermer l’armoire ( accessibilité au réglage du
variateur), on s’équipe des EPI.
Fonctionnement :
Lorsque l’on tourne le commutateur S5 de l’armoire, le variateur se met en route. On appuie
sur S6 pour faire tourner le moteur. On appuie sur S7 et le moteur change de sens. Le
potentiomètre permet de régler la vitesse. On arrête le moteur avec S6/.
B. PROGRAMMATION DU VARIATEUR :
On programme le variateur pour obtenir un temps d’accélération de 2 secondes, une
décélération de 4 secondes et une vitesse nominale de 1000 tr/min.
Réglage Pr1 : Vitesse nominale du moteur : 1430 tr/min à 50 Hz
La vitesse étant proportionnelle à la fréquence, on fait un produit en croix :
(50 x 1000) / 1430 =35 Hz. On entre donc 35 dans Pr1.
1
Le constructeur indique que les paramètres de réglage sont respectivement PR2 et PR3
Et qu’ils doivent être régler de la façon suivante : tACC= PR2 * Fm/ FLS avec
Fm = fréquence de fonctionnement du moteur et FLS = 120 (d’après doc variateur)
D’ou pour Fm = 35 Hz
PR2= 7 pour tACC=2 s
PR3 = 13 pour tDEC= 4 s
Avec ces réglages, nous obtenons la courbe N = f (t) suivante :
On a utilisé une sonde de tension
sur la dynamo tachi métrique pour
éviter le brouillage du rayonnement
électromagnétique du variateur
Nous pré calibrons l’oscilloscope et
activons le mode auto, nous
positionnons le potentiomètre de
réglage en position maximum, nous
mettons sous tension le variateur, et
les paramètres entrés, nous activons la
marche « avant » du moteur. Ainsi la
courbe N = f (t) s’affiche à l’écran de
l’oscilloscope, il suffit à présent de
l’arrêter au bon moment.
On remarque bien une accélération qui dure 2 secondes et une décélération de 4secondes.
Réglage de la vitesse à 1223 tr/mn. :
Pour régler la vitesse à 1223 tr/min, il
suffit, comme pour la première partie,
de faire un produit en croix, et
d’entrer la fréquence obtenue dans
Pr1.
On entre alors :
(1223 x 50) / 1430 = 42.7
2
Relevé avec charge :
On remarque qu’avec la présence d’une charge (simulée par le frein à poudre à 1 Ampère),
l’accélération n’est plus la même, la vitesse et la décélération non plus.
On conclue alors que le variateur ne fonctionne ni en asservissement, ni en régulation.
C. BILAN DE PUISSANCE :
Relevé de la puissance absorbée avec l’analyseur de réseau en fonction de la vitesse :
Vitesse de rotation (tr/min)
Fréquence (Hz)
Puissance (W)
Couple (N/m)
300
10,5
121,8
3,85
600
21
131,4
2,08
900
31,5
155,1
1,64
1200
42
188,7
1,49
1500
52
240
1,52
Le couple étant obtenu avec la formule : C = P / (n x 2π/60)
Cf courbe
Le variateur ne fonctionne pas à U/f constant pour toutes les vitesses puisqu’on voit le couple
varier de 3.85 à 1.64 N/m pour les vitesses allant de 300 à 900 tr/min et par contre se stabilise
à environ 1.50 N/m pour 1200 et 1500 tr/min.
3
Relevé des harmoniques pour 1500 tr/min :
Relevé des harmoniques pour 300 tr/min :
La vitesse où il y a le plus d’harmonique est de loin 300 tr/min il faudrait placer des filtres
pour éviter cela.
Au faible vitesse, les inductances du moteur ne sont plus assez grandes pour servir de filtre
Courant et tension absorbée par le variateur :
Le courant absorbé n’est pas sinusoïdal.
On retrouve la forme d’une charge de condensateur derrière un pont de diode
D. ETUDE DE LA MODULATION DE LARGEUR D’IMPULSION.
En sortie du variateur nous obtenons une tension MLI du a l’onduleur
REDRESSEUR
Réseau
EDF
FILTRE
ONDULEUR
∼
MAS
3∼
=
MLI
4
La loi de commande de l’onduleur en modulation de largeur d’impulsions (MLI) est telle que
le rapport U/f reste constant.
Tension entre phases et courant :
Sonde de tension *200
Pince de courant 10mV/A
550V
L’amplitude de la tension corresponds au 400 V redresser ( voir schéma interne variateur )
La fréquence est bien de 50 hz
La tension est de type MLI pour avoir un courant Le plus sinusoïdale possible
De plus il y a un sur hachage Pour régler la valeur moyenne de La tension et garder le rapport
U/F = cte
5
La seule chose qui change par rapport au relevé à 50 Hz et la fréquence qui a été divisé par 2
(25 Hz), les amplitudes maximum et forme de signaux restent inchangées.
6
Tension entre phase et neutre et courant aux bornes du moteurs :
On se branche sur le neutre artificiel « fabriqué » par le couplage en Etoile du moteur.
On note le déphasage d’environs 90° entre la tension et le courant, le moteur étant à vide, il
peut être modélisé par une inductance
Si on diminue la base de
temps ; on observe la
surmodulation de la MLI
La forme de VUN se retrouve par construction graphique des tensions composées sachant que
chaque phase est déphasée de 120°,
7
120°
2/3 de UVW = 380 V
60°
1/3 de UVW = 190 V
120°
La tension entre phase et neutre se rapproche le plus possible d’une sinusoïde.
8