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Auteur(s)
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Faouzi BEN AMMAR : Docteur de l’Institut national polytechnique de Toulouse – ENSEEIHT - Ingénieur FST Monastir, Tunisie - Maître assistant à l’institut national des sciences appliquées - et de technologie de Tunis - Ancien Ingénieur de développement à la division des équipements industriels - de Cegelec – Belfort (Alstom)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’intérêt grandissant par les variateurs asynchrones est sans doute fortement lié aux succès rencontrés par le contrôle vectoriel du flux dans de nombreux domaines industriels (levage, textile, métallurgie, papeterie, extraction minière, fonderie, transport…).
Grâce au développement des composants semi-conducteurs et à l’évolution des techniques numériques de traitement de l’information, l’industrialisation du concept de l’orientation du flux d’une machine asynchrone peut désormais répondre aux cahiers des charges de plus en plus exigeants, liés à des impératifs de production en qualité et en quantité. Cet objectif n’est atteint qu’au prix d’une adéquation commande-convertisseur-machine prenant en compte les contraintes technologiques et l’environnement du processus à entraîner.
L’hétérogénéité d’un traitement à vitesse variable et la diversité des contraintes nécessitent une symbiose entre l’automaticien, l’électrotechnicien, l’électronicien, le mécanicien, l’informaticien, l’instrumentiste et le spécialiste du procédé, pour retenir des solutions garantissant de hautes performances statiques et dynamiques avec le degré de fiabilité et le niveau de disponibilité nécessaires.
Les principes et fonctionnement de la machine asynchrone et les principes de contrôle vectoriel de flux sont décrits dans l’article [D 3 563]. Le lecteur pourra également s’y reporter pour la bibliographie.
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5. Contrôle sans capteur de vitesse
Avec un capteur « incrémental », la vitesse est mesurée par un comptage des impulsions pendant un intervalle de temps ou par mesure du temps séparant deux impulsions (à très basse vitesse).
Il est vivement souhaité dans bon nombre d’applications de pouvoir se passer de capteur mécanique de vitesse afin de garantir un fonctionnement fiable. Nous évoquons quelques arguments plaidant en faveur d’un contrôle sans capteur de vitesse.
En effet, le capteur de vitesse est solidaire de l’arbre de la machine et maintenu fixe par rapport au stator. Il est donc soumis à toutes les vibrations mécaniques et les mouvements de l’arbre mécanique.
5.1 Problèmes de montage
Le capteur de vitesse est très sensible aux problèmes liés à son montage. En effet, l’arbre du moteur asynchrone est occupé à une extrémité par le processus à entraîner et l’autre par un ventilateur ; il faut donc prévoir, dans les spécifications techniques de la machine, un bout d’arbre. Deux types principaux de montage sont pratiqués : le montage sur bride de codeurs à bout d’arbre et le montage en porte à faux des codeurs à arbre creux. La qualité du montage détermine dans une large mesure la fiabilité de l’entraînement. La précision des codeurs optiques est principalement liée à l’excentricité du disque codeur par rapport au roulement ; elle dépend également de l’erreur de circularité du roulement, des erreurs d’interpolation, résultant du traitement interne des signaux de mesure dans l’électronique intégrée, des erreurs de numérisation et de quantification résultant du traitement externe et surtout de l’erreur d’accouplement avec le rotor de la machine. Dans ces conditions, le capteur ne peut pas garantir une fiabilité à toute épreuve.
HAUT DE PAGE5.2 Problèmes de vibrations
En fonction de la puissance de l’entraînement, le coût du capteur n’est pas forcément le premier critère à prendre en considération. En effet, les vibrations et les mouvements axiaux du rotor, notamment pour les moteurs de forte puissance à paliers lisses, entraînent souvent, à terme, une détérioration de l’alignement ou de l’accouplement du capteur. En conséquence,...
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