Freinage des Moteurs Asynchrones Triphasés

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1 Freinage des Moteurs Asynchrones Triphasés

2 OBJECTIFS CAHIER DES CHARGES
A partir du schéma d’une installation, identifier le mode et définir le principe de fonctionnement du ou des systèmes de freinage utilisés. A partir d’un cahier des charges choisir le mode de freinage et le mettre en œuvre. CAHIER DES CHARGES Dispositif de levage entraîné par un moteur asynchrone triphasé à rotor bobiné

3 Freinage des Moteurs Asynchrones Triphasés
PLAN 1- PROCÉDÉS D’IMMOBILISATION 2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE 3- RALENTISSEMENT: Injection de courant continu 4- FREINAGE A CONTRE COURANT 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

4 CAHIER DES CHARGES Analyse du fonctionnement: GRAFCET
Immobilisation en position Position basse Ordre de monter Position haute Ordre de descente 11 Monter 21 Descendre Position haute atteinte Distance d’approche atteinte 22 Ralentir Position basse atteinte 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

5 CAHIER DES CHARGES Schéma de puissance 1-Immobilisation
PE 3~ 50Hz CAHIER DES CHARGES Schéma de puissance 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

6 1- PROCÉDÉS D’IMMOBILISATION
Analyse du fonctionnement: GRAFCET 11 21 22 Immobilisation en position Position basse Ordre de monter Position haute Ordre de descente Monter Descendre Position haute atteinte Distance d’approche atteinte Ralentir Position basse atteinte Immobilisation en position 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

7 1- PROCÉDÉS D’IMMOBILISATION
Frein à manque de tension PE 50Hz 3~ PE 50Hz 3~ 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

8 1- PROCÉDÉS D’IMMOBILISATION
Frein à manque de tension Symboles Alimentation triphasée Alimentation monophasée Frein desserré 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

9 1- PROCÉDÉS D’IMMOBILISATION
Frein à manque de tension Schéma constitutif 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

10 1- PROCÉDÉS D’IMMOBILISATION
Frein à manque de tension Principe Au repos, la pression du ressort 107 maintient le disque 103 serré entre le plateau 106 et le flasque 36b. 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

11 1- PROCÉDÉS D’IMMOBILISATION
Frein à manque de tension Principe A la mise en route les bobines 109 sont alimentées, elles attirent le plateau 106 libérant le disque 103 Remarque: en cas de coupure d’alimentation électrique, il y a freinage (SÉCURITÉ LEVAGE) 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

12 2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE
Descente de la charge Analyse du fonctionnement: GRAFCET 11 21 22 Immobilisation en position Position basse Ordre de monter Position haute Ordre de descente Monter Descendre Position haute atteinte Distance d’approche atteinte Ralentir Position basse atteinte Descendre 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

13 2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE
Descente de la charge PE 3~ 50Hz PE 3~ 50Hz 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

14 2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE
Descente de la charge Principe de base La charge entraîne le moteur au-delà de sa vitesse de synchronisme. Le moteur se comporte comme une génératrice asynchrone débitant sur le réseau. Naissance d’un couple de freinage. 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

15 2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE
Descente de la charge Rappels Loi de Faraday Toute variation de flux dans une masse métallique provoque la naissance de courants induits (courants de Foucault) 2. Loi de Lenz Les courants induits s’opposent à la cause qui leur donne naissance. 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

16 2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE
Descente de la charge Rappels 3. Principe de fonctionnement du moteur asynchrone Trois bobines décalées dans l’espace de 2∏/3 et alimentées par des tensions sinusoïdales déphasées de 2∏/3 élec créent un champ tournant à la vitesse angulaire ω. U=Umsin ωt H 2∏/3 Vitesse ω U=Umsin (ωt+4∏/3) U=Umsin (ωt+2∏/3) 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

17 2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE
Descente de la charge Rappels 3. Principe de fonctionnement du moteur asynchrone Le champ tournant induit dans les conducteurs du rotor des courants qui d’après la loi de Lenz s’opposent à la cause qui leur donne naissance par la création d’un couple qui entraîne ses conducteurs à une vitesse proche de celle du champ tournant U=Umsin ωt H Vitesse ω T U=Umsin (ωt+4∏/3) U=Umsin (ωt+2∏/3) Vitesse ω(1-g) 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

18 Fonctionnement Moteur Fonctionnement Générateur
2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE Descente de la charge Principe d’un fonctionnement hypersynchrone Le rotor est entraîné à une vitesse supérieure à celle du champ tournant d’où variation de flux, naissance de courants induits et apparition d’un couple de freinage. Fonctionnement Moteur Fonctionnement Générateur U=Umsin ωt H Vitesse ω T U=Umsin (ωt+4∏/3) U=Umsin (ωt+2∏/3) Vitesse ωr 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

19 2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE
Descente de la charge T/Tn n tr/mn Principe d’un fonctionnement hypersynchrone Détermination de la fréquence de rotation pendant la phase de descente Génératrice asynchrone Moteur asynchrone Tmoteur Trécepteur Trécepteur Tmoteur Vitesse de synchronisme Vitesse de synchronisme Vitesse de montée Vitesse de descente Vitesse de descente N=ns(1-g) N=ns(1+g) 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

20 2- FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE
Descente de la charge Fonctionnement dans les quatre quadrants Couple T Vitesse n (ω) Freinage AV P = Tω T>0 ω>0 P>0 Moteur AV P = Tω T<0 ω>0 P<0 Q1 Q2 Q3 Q4 n>0 AV n>0 AV T<0 T>0 T<0 T>0 P = Tω T<0 ω<0 P>0 P = Tω T>0 ω<0 P<0 n<0 AR n<0 AR Moteur AR Freinage AR 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

21 3- RALENTISSEMENT: Injection de courant continu
Analyse du fonctionnement: GRAFCET 11 21 22 Immobilisation en position Position basse Ordre de monter Position haute Ordre de descente Monter Descendre Position haute atteinte Distance d’approche atteinte Ralentir Position basse atteinte Ralentir 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

22 3- RALENTISSEMENT: Injection de courant continu
50Hz 3~ PE 50Hz 3~ PE 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

23 3- RALENTISSEMENT: Injection de courant continu
Procédure Il faut séparer les bobinages statoriques du réseau d’alimentation, puis alimenter deux d’entre eux par une source continue Très Basse Tension (20 à 24 V) 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

24 3- RALENTISSEMENT: Injection de courant continu
Principe Le champ magnétique est d’axe fixe,le rotor tourne (ωr), La variation de flux engendre des courants induits dans les conducteurs d’où naissance d’un couple résistant H 20V= L’intensité du couple de freinage dépend de l’intensité du courant injecté (entre 1,3 et 1,6 In) T Vitesse ωr 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

25 3- RALENTISSEMENT: Injection de courant continu
Autres exemples d’applications Frein à courants de Foucault Procédé utilisé dans la plupart des modulateurs d’énergie ex: Altivar U= H MOTEUR disque 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

26 Fonctionnement moteur
4- FREINAGE A CONTRE COURANT Principe On inverse le sens de rotation du moteur alors que celui-ci tourne encore. Le champ tournant tend à entraîner le rotor en sens inverse Fonctionnement moteur U=Umsin ωt H Vitesse ω U=Umsin (ωt+4∏/3) U=Umsin (ωt+2∏/3) Vitesse ωr 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

27 Fonctionnement en freinage
4- FREINAGE A CONTRE COURANT Principe On inverse le sens de rotation du moteur alors que celui-ci tourne encore. Le champ tournant tend à entraîner le rotor en sens inverse Fonctionnement en freinage U=Umsin ωt H Vitesse ω U=Umsin (ωt+4∏/3) U=Umsin (ωt+2∏/3) Vitesse ωr 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

28 Fonctionnement en freinage
4- FREINAGE A CONTRE COURANT Principe On inverse le sens de rotation du moteur alors que celui-ci tourne encore. Le champ tournant tend à entraîner le rotor en sens inverse Fonctionnement en freinage Vitesse ω U=Umsin ωt H U=Umsin (ωt+2∏/3) U=Umsin (ωt+4∏/3) Vitesse ωr 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

29 4- FREINAGE A CONTRE COURANT
Contrôle: Le freinage très brutal peut être modulé par l’insertion de résistances statoriques ou rotoriques, ces résistances qui servent également au démarrage doivent supporter des intensités plus importantes ~ 2Id Problème: Il faut interdire le redémarrage en sens inverse, pour cela on peut utiliser: -un relais de mesure statorique -un relais de mesure rotorique -un contact centrifuge -un dispositif chronométrique 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

30 3-Injection courant continu 4-Contre courant
3~ 50Hz U> 1-Immobilisation 2-Hypersynchrone 3-Injection courant continu 4-Contre courant

31 FIN

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