(pb)de la chute pour une hauteur brute

Sujet
ETUDE D'UNE
MICROCENTRALE
Note aux candidats :
Les questions seront traitées dans l'ordre de préférence.
Les réponses seront mises en évidence.
Les différents thémes seront clairement séparés et identifiés.
Les documents réponses N° 1 et 2 seront rendus obligatoirement.
6
Tourner la page SVP
1/PRESENTATION DE L'INSTALLATION
Cette microcentrale est installée dans une entreprise de fabrication d'objets en
caoutchouc (chambre à air, poulie de remontée mécanique, etc.), elle est utilisée
comme source d'appoint pendant les heures de travail et comme fournisseur d'EDF
pendant le reste de la journée. Son alimentation en eau est assurée par un cours
d'eau ayant un débit annuel moyen (appelé module) de 9,5 mètres cubes par
seconde, la hauteur brute de chute (différence de hauteur entre le niveau aval et le
niveau amont turbine à l'arrêt) est de 5,5 m..
Schéma de principe de l'installation hydraulique
vanne de tête
G
arbre de la
génératrice
M
arbre de la
turbine
niveau amont
Hélice de la
turbine Kaplan à 4
pales orientables
niveau
aval
distributeur fixe
grille
Sens
d'écoulement
de l'eau
G= Génératrice
M= Multiplicateur
Cône
d'aspiration
7
Tourner la page SVP
2/CARACTERISTIQUES DE L'INSTALLATION
ELECTRIQUE
L'entreprise est alimentée par l'EDF en haute tension
HTA 20kV, l'énergie
électrique est distribuée dans l'entreprise en basse tension BTA 230/400 V, 50 Hz,
avec un régime de neutre TT. La conversion
HTA/BTA est assurée par un
transformateur de puissance apparente (Snt) 630 kVA, la génératrice entraînée
par la turbine est raccordée sur le réseau BTA.
3/ ETUDE HYDRAULIQUE
3.1/Calcul de la puissance brute
Calculer la puissance brute ( Pb)de la chute pour une hauteur brute ( Hb)de 5,5
mètres et un débit turbiné ( Dt)de 9,5 mètres cubes par seconde.
3.2/Calcul de la puissance utile de la turbine
Calculer la puissance utile ( Pth) de la turbine sachant que la hauteur utile de chute
(Hu) est de 5,2 mètres (il existe des pertes de charge dans le canal d'arrivée et le
canal d'évacuation, le niveau aval s'élève ), le débit d'eau ( Du) à prendre en
compte est de 8,5 mètres cubes par seconde (il faut laisser un débit réservé dans le
lit de la rivière), le rendement hydraulique ( ηh) de la turbine Kaplan est de 0,85.
3.3/Calcul de la puissance fournie à la génératrice
Calculer la puissance ( Pm) fournie à la génératrice
Les caractéristiques du multiplicateur de vitesse sont les suivantes :
Fréquence de rotation d'entrée ( nt)(fréquence de rotation de la turbine)
8
Tourner la page SVP
ng
= 4,8388, (ng) est la fréquence de rotation
nt
Rapport de multiplication (Mm) =
de sortie (fréquence de rotation de la génératrice), le rendement du multiplicateur
de vitesse (η
ηm) est de 0,95.
4/ ETUDE ELECTRIQUE DE LA GENERATRICE
Les caractéristiques de la génératrice sont les suivantes:
Génératrice asynchrone triphasée 4 pôles
Puissance nominale (Pn):320 kW
Tension nominale (Un) :400/692 V
Fréquence de rotation maxi: 2900 tr/mn
Rendement (η
ηg) :0,94
4.1/ Calcul de la puissance électrique de la génératrice
Calculer la puissance électrique utile ( Pe) fournie par la génératrice
en fonction
de la puissance (Pm) calculée à la question 3.3/.
4.2/La génératrice est connectée sur le réseau BTA 230/400V
Le constructeur fournit le schéma équivalent d'un enroulement en convention
récepteur
Rs
Xs
Rr/g
I
Xr
Ir
Borne U
U
Xm
Im
Borne
X
9
Tourner la page SVP
Pour 0,1> g >- 0,1
Rs = 0,02443 Ω mesurée à la température de 26°
Xs = 0,150 Ω
Xm =5,4 Ω
Rr = 0,01287 Ω mesurée à la température de 26°
Xr =0,300 Ω
Pertes mécaniques =3000 W
g = glissement
Pertes fer
=2500 W
Nota :Les pertes fer ne sont pas représentées sur le schéma équivalent, on considère que tout
se passe comme si elles étaient consommées entre les bornes U et X.
4.2.0/Quel doit être le couplage de la machine?
4.2.1 /Calculer les valeurs des résistances stator ( Rsc) et rotor (Rrc) corrigées en
fonction de la température, pour une température de fonctionnement du stator de
90° et du rotor de 105°. Le coefficient de température α est de 0,00393 deg -1
4.2.2/Exprimer littéralement l'expression du courant I en fonction des éléments du
schéma équivalent d'une phase ( Rsc, Xs, Rrc, Xr, Xm, g, U).
4.2.3/Exprimer littéralement la puissance électromagnétique ( Pem) en fonction
des éléments du schéma équivalent d'une phase ( Rsc, Xs, Rrc, Xr, Xm, g, U); en
déduire l'expression du couple ( Tem).
4.2.4/Mettre l'expression précédente sous la forme
( Tem) =
d.g
a.g + b.g + c
2
;
calculer les différents coefficients d, a, b, c.
4.2.5/Calculer les valeurs du glissement et du couple quand la machine fonctionne
à son couple électromagnétique maximal en moteur et en génèratrice, justifier
qualitativement la différence entre les couples trouvés.
4.2.6/ Pour un fonctionnement en génératrice.
10
Tourner la page SVP
Pour 3 valeurs de g ( g = - 0,005, g = - 0,01,
g = - 0,013 )
Calculer le couple électromagnétique ( Tem).
Calculer la puissance mécanique sur l'arbre de la génératrice ( Pm)
4.2.7/Calculer le module et la phase du courant absorbé par un enroulement de la
génératrice pour les trois valeurs de g de la question 4.2.6/
En déduire le courant de ligne Il, le déphasage ϕ.
ϕ réprésente le déphasage entre V (tension simple) et Il le courant dans une phase
pris comme référence.
4.2.8/Calculer la puissance active et réactive consommée par une phase pour
g = -0,013.
4.3/Sécurité manque d'eau
Si pour une raison quelconque le débit d'eau devient nul.
4.3.1/Comment se comporte le groupe turbine+ générateur
Que deviennent la vitesse et la puissance ?
4.3.2/Que proposez vous pour détecter cette défaillance ?.
5/ETUDE DE LA DISTRIBUTION
5.1/ Etude de la distribution HTA.
Rappel :Tension d'alimentation du poste 20 kV.
Transformateur 20 kV/(230/400V);puissance apparente ( Snt) 630 kVA; couplage
Dyn5; refroidissement ONAN; Ucc = 4%.
5.1.1/Dessiner le schéma de la partie HTA du poste HTA/BTA alimenté sous 20
kV, en boucle (ou coupure d'artère); le comptage est effectué en HTA avec un
double comptage achat et vente pour l'énergie active et l'énergie réactive.
Fournir une nomenclature succincte des composants mis en oeuvre dans le poste.
Il n'est pas demandé de dessiner et d'indiquer les types de relais supplémentaires
nécessaires en cas de fourniture d'énergie au réseau EDF.
11
Tourner la page SVP
5.1.2/Dessiner le couplage des enroulements du transformateur Dyn5.
5.1.3/Indiquer ce que signifie un refroidissement ONAN.
5.1.4/Calculer le courant de court circuit théorique du transformateur.
5.2/ Etude de la distribution BTA.
Schéma de principe
TGBT
A
B
Ip
C
Ic
D
transformateur
630kVA
DG
DP
E
TGBT= tableau général basse tension
Ig
génératrice
asynchrone
F
Caractéristiques des liaisons:(conducteurs en cuivre)
AB est composé de câbles unipolaires isolés au Polyéthylène Réticulé (PR), de
longueur 20 mètres.
EF est composé de câbles unipolaires isolés au Polyéthylène Réticulé (PR), de
longueur 300 mètres.
CD est un jeu de barres.
BC correspond au disjoncteur principal ( DP) calibre 1000 ampères, réglé à 0,95 I
nominal du déclencheur thermique.
DE correspond au disjoncteur de la génératrice ( DG) calibre 630 ampères, réglé à
0,92 I nominal du déclencheur thermique.
5.2.1/ Etude des liaisons AB et EF.
12
Tourner la page SVP
Les câbles sont posés sur des chemins de câbles à une température ambiante de
45° pour AB, 40° pour EF, un seul circuit par chemin de câble.
D'après les extraits de norme (annexe norme UTE C15 105 page 14 à 37);
déterminer la section des câbles pour les liaisons AB et EF .
Conditions particuliéres :
La liaison AB sera réalisée avec 2 câbles par phase (le neutre est de section moitié
de celle des phases; on considére qu'il n'est pas chargé).
5.2.2/ Etude des courants de court-circuit.
Pour cette étude on utilisera la méthode des impédances, on donne:
Icc3 =
(∑ (R + R
V
PH )
2
+ ∑ (X + X PH ) 2
)
Icc3 :courant de court-circuit triphasé, V: tension entre phase et neutre, R et X:
résistances et réactances des différents éléments depuis la source jusqu'à l'origine
du circuit considéré, R PH et XPH :résistance et réactance des conducteurs de phase.
Icc1 =
(∑ (R + R
V
PH
+ R N )2 + ∑ (X + X PH + X N )2
)
Icc1: courant de court-circuit entre phase et neutre, R N et XN: résistance et
réactance du conducteur de neutre.
Valeurs des différentes résistances et réactances pour une phase en milliohms:
Du réseau HTA ramené au secondaire:R hta =0,05; X hta =0,32
Du jeu de barres: R b= 0; Xb = 0,45
Des disjoncteurs Dp et Dg: R dj= 0 ;Xdj =0,14
Caractéristiques du transformateur Ucc tension de court circuit = 4%; X t/Rt =3,5
Caractéristiques des câbles: résistivité à la température de fonctionnement
ρ = 22,5 mΩ millimètres carrés par mètre; X= 0,08 m Ω.m-1 par conducteur.
5.2.2.1/Quelle est la puissance apparente (Scc)de court-circuit du réseau HTA.
5.2.2.2/Calculer les valeurs des courant de court-circuit Icc3 et Icc1 au point C en
déduire le courant de réglage du déclencheur magnétique du disjoncteur DP.
13
Tourner la page SVP
5.2.2.3/Calculer la valeur de Icc3 au point F; en déduire le courant de réglage du
déclencheur magnétique du disjoncteur DG.
5.2.3/Vérification de l'échauffement de la liaison AB en cas de court-circuit en C.
La norme indique que la durée maximale d'un court-circuit (inférieure à 5
secondes) se calcule avec la relation suivante:
t≤k
S
.
I
S: section du conducteur en mm², I: courant de court circuit, k coefficient qui
dépend du matériau conducteur et du type d'isolant.
Recherche du coéfficient k.
On considère qu'il n'y a pas d'échange de chaleur avec l'extérieur (échauffement
adiabatique), on prendra :
Résistivité moyenne du cuivre dans la plage de température: ρm= 27 mΩ.mm².m -1,
Masse volumique du cuivre Mv: 8900 kg.m -3,
Chaleur massique Cm: 380 joules par kilogramme et par degré,
Température du conducteur au moment précédent le court-circuit : 90°,
Température maximal permise : 240° ( cas d'un isolant PR).
Après le calcul de t(durée maximun d'un court circuit de valeur Icc 3)
Vérifier que le disjoncteur DP protège bien les câbles, s'il assure la coupure en
moins de 1s.
5.2.4/Sélectivité
Le disjoncteur DP est un disjoncteur magnéto-thermique. On désire obtenir une
sélectivité ampèremétrique entre DP et DG; dessiner et positionner les 2 courbes
de déclenchement sur le même graphe t = f(I) pour obtenir cette sélectivité.
5.2.5/Vérification des chutes de tension
Nota: la chute de tension est définie comme étant la différence entre le module de
la tension à vide et le module de la tension en charge(on négligera les termes du
second ordre)
5.2.5.1/Premier cas: la génératrice n'est pas en service; la consommation au point
D (Ic)est de 900 ampères et le cos phi vaut 0,85(récepteurs inductifs).
Calculer la tension au niveau du jeu de barres (point D).
14
Tourner la page SVP
5.2.5.2/Deuxième cas: la consommation au niveau du jeu de barres est identique,
mais la génératrice débite 500 ampères avec un cos phi de 0,85(elle consomme de
l'énergie réactive).
Calculer la tension au bornes de la génératrice (point F).
6/
ETUDE
DE
LA
COMPENSATION
D'ENERGIE
REACTIVE
6.1/Etude de la compensation réactive quand la génératrice fournit l'énergie à
l'EDF(période de nuit; l'entreprise ne consomme pas)
La génératrice fournit au maximum une puissance de 320 kW avec un cos phi . de
0,85(elle consomme de l'énergie réactive).
L'EDF impose au fournisseur de produire de l'énergie réactive avec une tangente
phi de 0,4. Calculer la valeur de la puissance réactive des batteries de
condensateurs à installer.
6.2/ Quelles précautions doit on prendre pour coupler les batteries de
condensateurs sur le jeu de barres?
6.3/Etude de la compensation en fonctionnement sans génératrice. Les batteries de
condensateurs calculées précédemment(6.1/)restent raccordées sur le jeu de barres.
Calculer le cos phi de l'installation si la consommation au point D (batteries de
condensateurs exclues) est de 900 A, avec un cos phi de 0,85 (charge inductive).
7/ MODIFICATION DE L'INSTALLATION
Pour assurer la continuité de service, l'entreprise décide de remplacer la
génératrice asynchrone par une génératrice synchrone de puissance apparente 350
kVA(en cas de coupure du secteur, la génératrice est utilisée comme source de
secours).
15
Tourner la page SVP
Les caractéristiques de la génératrice sont les suivantes:
Génératrice 4 pôles 50 Hz ,Un=230/400 V
Résistance d'un enroulement: Re = 0,0196 Ω.
Réactance de Potier d'un enroulement : λω = 0,205 Ω.
Coefficient d'équivalence de Potier: α = 0,032.
Réactance directe non saturée: Xd= 0,63 Ω
Réactance inverse: Xi = 0,092 Ω.
Réactance homopolaire: Xh = 0,016 Ω.
Caractéristiques E = f (ie),
E: tension neutre phase à vide, ie :courant d'excitation.
ie (A) 0,0
5,0
7,5
10,0 12,5 15,0 18,8 22,5 25,0 28,3 33,3
E (V) 5
162
223
264
289
308
330
344
354
365
378
7.1/ETUDE DE LA GENERATRICE DEBITANT SUR LE RESEAU EDF
(C'est le cas la nuit et les week-ends )
7.1.1/Calculer le courant d'excitation quand la machine fournit 300 kW sous 400V
entre phases au réseau avec une tangente phi de 0,4(fourniture de puissance
réactive).
7.1.2/Première mise en service
Afin de brancher et étalonner le synchro-coupleur qui par la suite sera chargé du
couplage automatique.
Proposer les appareils et indiquer leur emplacement sur un schéma, pour effectuer
le premier couplage dans de bonnes conditions.
L'équipement peut ètre géré à l'aide de commandes manuelles qui agissent
respectivement:
-Sur l'admission d'eau (Ade+ et Ade -)
-Sur le courant d'excitation (Exc+ et Exc-)
-sur le disjoncteur de couplage (Dc)
16
Tourner la page SVP
Indiquez par une approche graphique temporelle les maneuvres à effectuer et les
précautions à prendre pour réaliser ce premier couplage.
7.1.3/Le couplage sur le réseau de la machine étant réalisé, citer les opérations de
réglage qu'il faut effectuer pour faire fournir au groupe une puissance de 300 kW
avec un cos phi de 0,92 (fourniture de puissance réactive).
7.2/ FONCTIONNEMENT AUTONOME DU GROUPE TURBINE +
ALTERNATEUR
Un système agissant sur la commande du débit d'eau assure la régulation de
vitesse, donc de fréquence du groupe. Pour des raisons mécaniques et
hydrauliques le temps de réaction est de 2 secondes pour passer du débit maximal
au débit minimal.
7.2.1/ Calculer le courant d'excitation pour que la génératrice débite 500 A,sous
400v entre phases, dans une charge inductive de cos phi 0,87.
7.2.2/On désire obtenir une régulation de fréquence de 2 % pour des variations de
puissance active de 100 % à 20%, la rapidité de la régulation de vitesse étant
insuffisante, on équipe le groupe d'un volant d'inertie.
7.2.2.1/Calculer l'énergie cinétique que doit emmagasiner le volant d'inertie
lorsque la puissance consommée passe de 300 kW à 60 kW. Pour ce calcul, on
considère que pendant tout le temps de réaction de la régulation de vitesse, la
puissance fournie par la turbine est égale à celle qui était fournie avant la
perturbation.
7.2.2.2/Calculer le moment d'inertie du volant à prévoir dans le cas ou il est
installé sur l'arbre de la génératrice et dans le cas ou il est installé sur l'arbre de la
turbine. (pour ce calcul les rendements sont égaux à 1). On donne :
Le moment d'inertie de l'alternateur: (Ja) = 12 kgm².
Le moment d'inertie du réducteur ramené sur l'arbre de l'alternateur:(Jr) =
2,2kgm².
17
Tourner la page SVP
Le moment d'inertie de l'hélice et de son arbre ramené sur l'arbre de la
turbine:(Jh)=92 kgm².
7.3/ETUDE DES REGIMES ETABLIS DE COURT-CIRCUIT PAR LA
METHODE DES COMPOSANTES SYMETRIQUES
Pour
cette étude, on considère que les forces électromotrices créées par la
machine n'ont ni composantes inverses ni composantes homopolaires. On
nommera force électromotrice aux bornes d'un enroulement E, E= k .ie ; k étant le
coefficient directeur de la courbe E = f (ie) à l'origine.
rappel :I1 =Ih+Id+Ii; I2 = Ih+a².Id+a.Ii;
I3=Ih+a.Id+a².Ii; avec I h= composante
homopolaire, I d = composante directe, I i = composante inverse .
7.3.1/ Calculer le courant de court-circuit dans le cas d'un court-circuit triphasé
non relié au neutre pour ie = 25 A.
7.3.2/ Calculer le courant de court-circuit dans le cas d'un court-circuit neutre
phase 1 pour ie = 25 A.
8/ETUDE DU CHARGEUR DE BATTERIE
L'installation est équipée de batteries pour alimenter les relais de protection (relais
à mini et maxi de tension, relais à mini et maxi de fréquence, relais de tension
homopolaire, etc.) imposés par EDF, ainsi que l'automate gérant la centrale.
8.1/ ETUDE DE LA PARTIE REDRESSEUR DE PUISSANCE
vers mesure
du courant
Th1
v1
230 V
50HZ
Rs
uC
uA iC
Acc
L
Th2
Vers alimentation
de la commande
18
Tourner la page SVP
Caractéristiques: Acc est un accumulateur au plomb composé de 24 éléments de
2,1V, 60 Ah.
Principe de fonctionnement du chargeur.(In=18A)
Ce chargeur a 2 modes de fonctionnement; l'un correspondant à une charge
d'égalisation sous une tension de 55,2V avec limitation du courant à l'intensité
nominale (In), c'est le mode forcé; l'autre mode correspond à deux tensions de
charge, une tension de "floating" égale à 52,8V pour un courant I inférieur à In/2,
une autre tension de charge rapide 54V si I est supérieur à In/2, c'est le mode
normal. La commutation de la tension de "floating" à la tension de charge rapide
et inversement est automatique. Le schéma fourni correspond au fonctionnement
en mode forcé ou charge d'égalisation (schémas pages 21et 22, nomenclature page
20).
8.1.1/Valeur moyenne de uC: calculer la valeur moyenne (UC moy) de uC en
fonction de V1 (V1 est la tension efficace de v1) dans le cas d'une conduction
continue(L très grand et α faible); α est l'angle de retard par rapport à la
commutation naturelle dans un pont à diodes; dessiner sur le document réponse
N°1 l'allure de uc pour α = 30° et V1 = 70V
.
8.1.2/ Calculer la valeur nominale de V1, sachant que l'on veut obtenir une tension
UC moy mini de 56V dans le cas le plus défavorable, c'est à dire lorsque la tension
du secteur est 15% trop faible et pour α =10°.
8.1.3/Calculer dans quelle plage va évoluer α pour une variation de tension secteur
de +ou - 15% et une tension de charge variant de la tension de floating à la tension
d'égalisation.
8.1.4/Valeur minimale de l'inductance; on utilisera la méthode du premier
harmonique.On prendra V1 =83 V, on négligera Rs.
Calculer la valeur du premier harmonique de tension en fonction de V1 et α.
19
Tourner la page SVP
On donne Û 2k=
2.V1max
2
(2. k) − 1
2
cos 2 + (2. k.sin )2
Û2k est l'amplitude de l'harmonique de pulsation 2k ω, ω est la pulsation de V1
Calculer la valeur de Lf pour obtenir une ondulation crête à crête du premier
harmonique de courant de 2,828 A quand la valeur de α est de 45° .
8.1.5/Calculer la puissance apparente du secondaire du transformateur
8.1.6/Que signifie pour une batterie la caractéristique 60Ah.
8.2/ETUDE DE LA COMMANDE DU CHARGEUR DE BATTERIE
SCHEMA ET NOMENCLATURE PAGE 20,21,22
Nota : pour cette étude, les amplificateurs sont parfaits, sans tension de déchet en
saturation
8.2.1/Tracer sur le document réponse N°1
l'allure de Usyn (tension de
synchronisation) et l'allure de UD2(tension aux bornes de la diode zener D2).
8.2.2/ Analyser le fonctionnement de l'amplificateur A2, en déduire par le calcul
l'évolution de la tension aux bornes de U'C3 en fonction des différents éléments du
circuit et de la tension appliquée en Usyn.
Tracer U'C3 sur le document réponse N°1.
R15= 27 kΩ
Ω
0V
R16= 100 Ω
R17= 1 MΩ
Ω
R20
R18= 56 kΩ
Ω
R22
D2
R18
U'C3
A2
-∞
R19= 47 kΩ
Ω
R20=10 kΩ
Ω
R15
A
R21= 47 kΩ
Ω
R22= 4.7 kΩ
Ω
+
R19
R23= 470 Ω 2W
D2= 6.2V
R17
R21
D1
R16
D1= 1N4148
C3= 0.22 µ F
R23
-12V
C3
USyn
20
Tourner la page SVP
8.2.3/Analyser le fonctionnement de ce circuit, calculer la valeur de UA1 en
fonction de la tension injectée au point A et du courant IQ3, représenter UA1 pour
deux valeurs de IQ3 (0,5mA et 1,2mA ) sur le document réponse N°2.
CT
0V
R8
R14
UA1
A1
R10
A
R13
R11
R7= 1 MΩ
Ω
R8 =R9= 20 kΩ
Ω
R10=47 kΩ
Ω
-∞
R11=22 kΩ
Ω
+
R7
R12=27 kΩ
Ω
R13=4.7 kΩ
Ω
R14=1 kΩ
Ω
IQ3
R12
C2=470 µ F
R9
Q3
C2
-12V
BQ3
8.2.4/Quelle est la valeur du potentiel au point BQ3 en fonction des tensions issues
des amplificateurs opérationnels A3 et A4?(schéma page 22)
8.2.5/Quelles sont les fonctions des montages réalisés autour des amplificateurs
opérationnels A3 et A4?. Les représenter sous forme de schéma-blocs.
9/ETUDE DU CODAGE DE POSITION DES PALES DE LA
TURBINE
Pour connaître l'état d'encrassement de la turbine, on compare pour une position
d'ouverture des pales la puissance fournie et la puissance théorique , ceci pour une
même hauteur de chute.
21
Tourner la page SVP
Pour connaitre la position des pales , l'arbre de commande est équipé d'un codeur
absolu qui fournit un code gray (binaire réfléchi) qui débute avec le code
00000000,......01, ......11, ......10, .....110, .....111, .....101, .....100, ....1100,etc.
Pour être utilisée dans l'automate cette position doit être codée en binaire naturel,
elle est donc transcodée.
Donner les équations logiques qui lient les 8 bits d'entrées notés Bg0 à Bg7(code
Gray), aux bits de sortie notés Bb0 à Bb7 (code binaire naturel).
10/ ETUDE DU FONCTIONNEMENT DU DEGRILLEUR
Le dégrilleur est utilisé pour enlever les déchets qui s'accumulent devant les
grilles.
Les déchets sont ensuite évacués vers une benne de stockage.
Schéma de principe de l'installation du dégrilleur (dessiné en cours de
fonctionnement, rateau ouvert en position basse).
La translation montée, descente est assurée par un motoréducteur à courant
continu; le mouvement de fermeture et d'ouverture est assuré par un vérin.
Schéma de principe
Montée
Moto reducteur
courant continu
Descente
Articulation
Verin
Rateau
Niveau amont
Niveau derrière
la grille
Déchets
Canal d'évacuation
des déchets
Ouverture
Grilles
Fermeture
22
Tourner la page SVP
Listes d'affectation des capteurs et actionneurs
Position haute du rateau
Fch
Bouton poussoir montée
Bpmo
Position basse du rateau
Fcb
Bouton poussoir descente BPdes
Bpdes
Position ouverte du rateau
Fco
Bouton poussoir ouverture
Bpouv
Commutateur
marche Mauto Bouton poussoir fermeture
Bpfer
automatique
Bouton de réarmement
Bparm Différence de niveau
Difniv
Mouvement de montée
Kmon
Mouvement d'ouverture
Kouv
Mouvement de descente
Kdes
Mouvement de fermeture
Kferm
Surintensité
SurI
Principe de fonctionnement :
Au départ le rateau est en position haute, fermé(Fco ).
En mode automatique (Mauto =1) l'apparition d'une différence de niveau
entre le niveau amont et le niveau derrière les grilles (Difniv) provoque le
démarrage du cycle de nettoyage des grilles.
Le cycle débute par une ouverture; la position ouverte étant atteinte, le rateau
descend; la position basse atteinte, le rateau se ferme, (l'action de fermeture se
poursuit jusqu'a un nouveau cycle, elle permet d'éviter au rateau de monter sur les
déchets);6 secondes après l'arrivée en position basse le rateau remonte jusqu' à sa
position haute.
Le cycle recommence si les conditions de départ sont de nouveau présentes.
En cas de blocage du rateau,détecté par une surintensité au niveau du
moteur(SurI), deux cas se présentent: blocage en descente, dans ce cas le système
s'arrête et se met en position défaut
Blocage en montée: dans ce cas le rateau s'ouvre, descend et recommence le cycle;
si au bout de 4 essais le rateau n'a pas atteint son fin de course haut , le système
s'arrête et se met en position défaut.
D'autre part, pour éviter un blocage du râteau, dans le cas où il ne peut
atteindre son fin de course d'ouverture, ou dans le cas d'une rupture mécanique de
23
Tourner la page SVP
l'entraînement, une surveillance de durée de cycle est lancée à chaque départ du
râteau.
Si ce temps est dépassé, toutes les actions sont arrêtées, le système se met en
positon défaut.
En position défaut, l'opérateur peut effectuer les différents mouvements par
action maintenue sur 4 boutons poussoirs correspondant aux 4 mouvements
[(Bpouv) pour ouvrir, (Bpfer)pour fermer, (Bpmo) pour monter, (Bpdes) pour
descendre]
La position défaut est acquittée par un opérateur par une impulsion sur un bouton
réarmement( Bparm).
Décrire le fonctionnement du dégrilleur par une approche fonctionnelle temporelle
des événements (type grafcet).
24
Tourner la page SVP
NOMENCLATURE DES COMPOSANTS
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
R14
R15
R16
R17
R18
R19
R20
R21
R22
R23
R24
R25
R26
R27
R28
R29
R30
R31
R32
R33
R34
R35
R36
R37
R38
R39
R40
0.068 Ω
2.7kΩ
Ω
330 Ω
1 kΩ
Ω
4.7 kΩ
Ω
10 kΩ
Ω
1 MΩ
Ω
20 kΩ
Ω
20 kΩ
Ω
47 kΩ
Ω
22 kΩ
Ω
27 kΩ
Ω
4.7 kΩ
Ω
1 kΩ
Ω
27 kΩ
Ω
100 Ω
1 MΩ
Ω
56 kΩ
Ω
47 kΩ
Ω
10 kΩ
Ω
47 kΩ
Ω
4.7 kΩ
Ω
470 Ω 2W
4.7 kΩ
Ω
330 Ω
2.2 MΩ
Ω
1 kΩ
Ω
1 kΩ
Ω
1 kΩ
Ω
1 kΩ
Ω
1 kΩ
Ω
953 Ω
4.7 kΩ
Ω
2.7 kΩ
Ω
470 kΩ
Ω
1 kΩ
Ω
1 kΩ
Ω
1.21 kΩ
Ω
7.5 kΩ
Ω+ 3.3 kΩ
Ω
820 Ω
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
0.1 µF
470 µF
0.22 µF
0.01 µF
4.7 µF
4.7 µF
47 µF
1 µF
22 µF
C11
100 µF
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D10
D11
1 N4148
ZENER 6.2V
1 N4148
1 N4148
ZENER 6.2V
1 N4004
1 N4004
1 N4004
P1
P2
50 Ω
500 Ω
A1 à A4 LM324
Z2
25
LM 7912
Tourner la page SVP
SCHEMA DE COMMANDE DU CHARGEUR DE BATTERIES
CT
230V 50Hz
RI
0
R22
D2
R20
R19
R15
∞
R17 D1
A
A
R10
R13
Q1
R4
Q2
R7
R9
Q3
R12
C3
12V
R11
R1
R5
R6
∞
R16
R23
R21
R8
A1
R14
R18 A2
R2
R3
C1
D11
D10
C2
USyn
BQ3
Uth
SCHEMA DE COMMANDE DU CHARGEUR DE BATTERIES
(SUITE)
RI
CT
R34
P2
D5
R31
R35
C9
C8
R38
UA
4
C7
∞
C11
R37
A4
R33
R26
R27
∞
P1
D4
R2
5
C5
C6
R29
R28
A3
0V
U
A3
R24
BQ3
D3
18V eff.
50 Hz
R32
R40
R30
R39
D6
-
Z2
Uth
USyn
26
Tourner la page SVP