LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES MONOPHASES La puissance apparente S est définit comme le produit des valeurs efficace du courant et de la tension. Elle s’exprime en Voltampère VA. On utilise parfois la notion de puissance apparente complexe notée S définit par : Où I* représente le conjugué de I. Il apparaît un terme noté Q appelé puissance réactive qui s’exprime en VAR. On définit le facteur de puissance Kp par :

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES MONOPHASES Lorsque l’on veut déterminer les caractéristiques (Ptot, Qtot et Stot) de l’alimentation d’un système comportant plusieurs sous systèmes monophasés absorbant des puissances Pi et Qi, on peut utiliser le théorème de BOUCHEROT THEOREME DE BOUCHEROT :

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES Représentation temporelle : On dispose alors de 3 grandeurs électriques (courant ou tension) respectivement définis par : . Si k=1, on parle de système direct, si k= -1, on parle de système indirect. Pour transformer un système direct en système indirect, il suffit d’intervertir 2 phases.

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES On dit que des grandeurs triphasées sont équilibrées si : Si on travaille avec les tensions simples (tension entre une phase et le Neutre), on a : On peut déterminer l’expression des tensions entre 2 phases telle que :

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES Représentation vectorielle : 2pi/3 pi/6

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES Représentation complexe :

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES EXPRESSION DES PUISSANCES TRANSMISES : La puissance instantanée transmise du générateur vers le récepteur notée p(t) s’écrit : Soit une puissance active P telle que : Soit une puissance réactive Q telle que : Soit une puissance apparente S telle que : On définit le facteur de puissance Kp par :

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES Lorsque l’on veut déterminer les caractéristiques (Ptot, Qtot et Stot) de l’alimentation d’un système comportant plusieurs sous systèmes absorbant des puissances Pi et Qi, on peut utiliser le théorème de BOUCHEROT THEOREME DE BOUCHEROT :

LES SOURCES ELECTRIQUES ADAPTATION DES NIVEAUX DE TENSION La production et la distribution électrique sont réalisées très souvent avec des grandeurs alternatives sinusoïdales en haute tension (quelques dizaines de kV). Il est donc nécessaire d’adapter les niveaux de tension aux utilisateurs.  TRANSFORMATEUR Sur le système de la conditionneuse de comprimés, il est nécessaire de disposer d’une alimentation monophasée sinusoïdale (tension simple de 230V) pour l’alimentation de l’automate programmable (API) ainsi que pour l’alimentation du variateur de vitesse pour le moteur de la sole. Cette alimentation est réalisée par l’utilisation d’un transformateur monophasé 400/230V. En effet, le Neutre n’étant pas disponible sur l’alimentation, il faut adapter le niveau de tension.

LES SOURCES ELECTRIQUES ADAPTATION DES NIVEAUX DE TENSION Le transformateur est un appareil statique à induction électromagnétique destiné à adapter les niveaux de tension de même fréquence. Il est analogue à un engrenage en mécanique (le couple sur chacune des roues dentées étant l'analogue de la tension et la vitesse de rotation étant l'analogue du courant). Remarque : Un transformateur ne fonctionne que pour des signaux alternatifs et sinusoïdaux.

LES SOURCES ELECTRIQUES ADAPTATION DES NIVEAUX DE TENSION La grandeur caractéristique d’un transformateur est sa puissance apparente S. Si transformateur parfait (pas de pertes Joules ni magnétiques), on définit le rapport de transformation m tel que : Si m<1, le transformateur est dit abaisseur de tension, et donc élévateur de courant; Si m>1, le transformateur est dit élévateur de tension, et donc abaisseur de courant.

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES NON SINUSOÏDALES Il arrive souvent et de plus en plus fréquemment que les signaux électriques ne soient pas sinusoïdaux. Ils conservent cependant leur propriété de périodicité. On peut démontrer que tout signal x(t) périodique de période T est décomposable en série de Fourier. Avec :

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES NON SINUSOÏDALES Les termes de rang n sont appelés harmoniques de rang n. L’harmonique de rang n=1, est appelé fondamental du signal. La valeur efficace du signal x(t) est fournie par l’égalité de PARSEVAL : EXPRESSION DES PUISSANCES TRANSMISES : La puissance instantanée transmise du générateur vers le récepteur notée p(t) s’écrit : On peut démontrer que la puissance active n’est véhiculée que par les harmoniques de même rang. La puissance apparente S est définit comme le produit de :

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D’ ENERGIE CONTINUE Une grandeur électrique est dite continue si : EXPRESSION DES PUISSANCES TRANSMISES : La seule puissance transmise en continu, est la puissance active P définit par : Les différentes sources d’énergie continue disponibles : Les batteries ; Les panneaux solaires ; La conversion alternatif / continu.

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D’ ENERGIE CONTINUE Les batteries (ou piles) Caractéristiques : Tension à vide E ; Nature chimique de la réaction; Résistance interne ; Capacité ou autonomie en A.h. Caractéristique courant / tension d’un accumulateur U I Icc E

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D’ ENERGIE CONTINUE Les panneaux solaires Caractéristiques : Nombre de cellules élémentaires ; Tension à vide E ; Résistance interne ; Eclairement. Caractéristique courant / tension d’un accumulateur

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D’ ENERGIE CONTINUE Conversion de l’alternatif vers continu Sur le système de la conditionneuse de comprimés, il est nécessaire de disposer d’une source d’énergie continue afin d’alimenter les entrées de l’automate programmable (API). SCHEMA DE PRINCIPE DE LA CONVERSION ALTERNATIF/CONTINU FS1 : Fonction Adapter le niveau de tension; FS2 : Fonction Redresser; FS3 : Fonction Filtrage; FS4 : Fonction Réguler.

LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D’ ENERGIE CONTINUE FS1 : Fonction Adapter le niveau de tension  Transformateur FS2 : Fonction Redresser  Montage redresseur Diodes : Analogie avec un clapet anti retour FS3 : Fonction Filtrage  Condensateur FS4 : Fonction Réguler  Circuit spécialisé (78xx ou 79xx)

LES SOURCES ELECTRIQUES RENDEMENT D’ UN SYSTEME Les systèmes réels ne sont pas parfait, et ils génèrent des pertes sous formes de chaleur généralement. En notant Pa la puissance absorbée par le système, et Pu la puissance restituée (utile pour la charge), on note le rendement η définit par : système Puissance utile Pu Puissance absorbée Pa

LES SOURCES ELECTRIQUES RENDEMENT GLOBALE D’UN SYSTEME On peut généralement décomposé un système en sous systèmes ayant chacun un rendement ηi, le rendement globale s’exprime par :

CHOIX D’ UN APPAREIL DE MESURE APPAREILS DE MESURES CHOIX D’ UN APPAREIL DE MESURE Le choix d’un appareil de mesure se fait en fonction de la grandeur électrique à mesurer. Tension : Voltmètre; Intensité d’un courant : Ampèremètre ou Pince ampèremétrique; Puissance active : Wattmètre. Cependant, chacun de ces appareils ont une caractéristique très importante, la Bande Passante. Elle définit la bande de fréquence des grandeurs électriques mesurables.

CHOIX D’ UN APPAREIL DE MESURE APPAREILS DE MESURES CHOIX D’ UN APPAREIL DE MESURE Position DC : Mesure la composante continue du signal à mesurer INDIQUE LA VALEUR MOYENNE Position AC : Mesure la « valeur efficace » du signal à mesurer BP = [50 500]Hz Appareil bas de gamme Idéal pour signaux sinusoïdaux 50Hz BP = [50 2000]Hz Idéal pour signaux non sinusoïdaux Mesure la valeur efficace sur les 40 premiers harmoniques On parle d’appareil RMS Position AC+DC : Mesure la valeur efficace du signal à mesurer BP = [0 2000]Hz Idéal pour signaux non sinusoïdaux avec composante continue On parle d’appareil TRMS Remarque : Sur certains appareils de mesure, on voit Vrai TRMS !! C’est de la publicité mensongère !!!!!!

LES SOURCES HYDRAU ET PNEU PRODUCTION D’ENERGIE PNEUMATIQUE La structure de production d’énergie pneumatique et hydraulique est similaire. La différence est dans la nature du fluide et dans le domaine des pressions. En pneumatique, pression de l’ordre du bar (1 à 10 bar); En hydraulique, pression de l’ordre de la dizaine ou centaines de bar. Structure de production d’énergie pneumatique

LES SOURCES HYDRAU ET PNEU PRODUCTION D’ENERGIE PNEUMATIQUE Manomètre M Réservoir Lubrificateur Vanne Filtre Régulateur de pression Moteur électrique Compresseur Purge Clapet anti retour Structure normalisée de production d’énergie pneumatique

LES SOURCES HYDRAU ET PNEU

L’hydraulique d’une pompe est une machine qui transforme une puissance LES SOURCES ELECTRIQUES EXPRESSION DE LA PUISSANCE EN HYDRAULIQUE OU PNEUMATIQUE : L’hydraulique d’une pompe est une machine qui transforme une puissance mécanique (couple et vitesse de rotation d’un arbre ) en puissance hydraulique (du débit Q et de la pression P). La puissance hydraulique est calculable par la relation : Avec : Phydraulique : la puissance en Watts ( W ) Q : le débit en mètre cube par secondes ( m3 / s ) P : la pression en pascal ( Pa ) Rappel : 1 bar = 105 Pascal Le débit du compresseur peut s’exprimer en fonction de sa cylindrée C. Avec C : Cylindrée du compresseur en cm3/s

UTILISATION DE L’ENERGIE PNEUMATIQUE LES SOURCES HYDRAU ET PNEU UTILISATION DE L’ENERGIE PNEUMATIQUE Arrivée d’air comprimée Vers utilisation Extrait du schéma pneumatique de la conditionneuse de comprimés.