Dans les secteurs industriels utilisant quotidiennement la force motrice, on distingue : les industries extractives, la sidérurgie, la métallurgie des métaux non ferreux, les industries chimiques les textiles et cuirs, le caoutchouc, les papiers cartons, les industries agricoles et alimentaires, les industries diverses, production et transformation de l’énergie .tout ceci montre combien la force motrice est utilisées en vitesse variable.
Elle permet, outre ses avantages, d’allonger la durée de vie d’un équipement entraînant le processus et / ou des économies d’énergie importantes.
1. Synthèse des applications :
L’usage du moteur à courant continu à vitesse variable a été et reste très utilisé dans de nombreuses ,depuis les premières industries telles que la sidérurgie, jusqu ‘aux robots, en passant par la traction .Ce succès s’explique en partie par la simplicité de son fonctionnement, de son alimentation et de sa commande .Grâce à sa structure , le moteur à courant continu permet un réglage du couple indépendamment de la vitesse et de la position du rotor et permet ainsi un contrôle très simplifié et flexible. Malheureusement, le moteur possède un collecteur qu’il faut entretenir et qui inter dit l’emploi de la machine dans certaines conditions environnementales. Néanmoins, les machines alternatives trouvent preneur car elles peuvent être robustes, d’un prix concurrentiel et d’une aptitude à s’accommoder aux divers besoins de l’industrie, elles ont aussi une grande aptitude à la variation de vitesse avec des réponses électriques et mécaniques rapides, une aptitude d’asservissement largement éprouvées et une grande précision.
Dans le tableau ci-dessous, on montre l’utilisation par type de machine dans différents secteurs industriels. [3], [4], [5].
MOTEUR | ALIMENTATION | APPLICATION TYPE |
Courant continu ► Bobiné ► Aimant permanents | Hacheur ou redresseur | Entraînement industriel (aciéries, papeteries,…) et traction (bus, métro, train) Véhicules électriques, servitudes pour automobile et avionique, robotique, asservissements vitesse et position,….. |
► Monophasé à cage ► Triphasé à cage ► Triphasé bobiné | Sinusoïdale ou par gradateur Onduleur sinusoïdal triphasé MLI (Modulation de largeur d’impulsion). Sinusoïdale ou cascade hyposynchrone, récupération rotorique ou résistance de démarrage. | Entraînement de faible puissance, bas prix, domestiques et industriels. Entraînements P<2MW Entraînements 3 à 10MW Entraînements à forte puissance avec plage de vitesse limitée, alternateur ou moteur couple . |
Synchrone ► Excitation bobinée (avec bagues ou diodes tournantes) ► Excitation par aimants ► Réluctance variable avec cage de démarrage | Sinusoïdale triphasée ou onduleur de courant, cycloconvertisseur. Sinusoïdale triphasé (ou biphasé selon machine) ou onduleur MLI. | Entraînements ventilateurs et compresseurs grande puissance, traction propulsion, laminage. Entraînements faibles ou moyenne puissance nécessitant une synchronisation. |
Pas à pas | Continue commutée : créneaux de tension ou de courant. | Péri-informatique imprimantes, Asservissement de position. |
Réluctance variable ► Polyphasé ► Monophasé | Continue commutée Continue commutée ou Sinusoïdale | Entraînements sans balais (faible coût ) avec grande plage de vitesse pour faible et moyenne puissance . Domestique et avionique. Entraînements synchrones de faible et très faible puissance. |
Tableau 1.1. Principales applications de l’ensemble (machine- convertisseur).
La double alimentation concerne les machines à courant alternatif ayant des enroulements statoriques et rotoriques biphasés ou triphasés .on utilise généralement le moteur asynchrone à rotor bobiné.
Dans les moteurs à double alimentation, l’énergie du circuit d’alimentation est appliquée au niveau des enroulements du stator et du rotor .Les enroulements statoriques sont directement alimentés par le réseau , alors que ceux du rotor sont alimentés à travers un convertisseur de fréquence.
Le tableau (1.2) nous indique, les nombreuses applications de la vitesse variable pouvant être utilisées dans les secteurs industriels.[3].
SECTEUR INDUSTRIEL | EMPLOI DE VITESSE VARIABLE |
Mécanique et métallurgie | Calandreuses, machines de moulage, presses, laminoirs, bobineuses,…. |
Imprimerie | Machines typographiques, enroulements |
Textile | Machine à coudre, bobineuses, enroulement,…… |
Plasturgie | Mélangeurs, enrouleuses,… |
Cartons-pâtes et papier | Epaississeurs, enrouleuses, dérouleuses,…… |
Transport et manutention | Véhicules, engins de traction,…. |
Tableau 1.2. Applications industrielles ciblées à la variation de vitesse
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