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Page 1 / 3 SSI SCIENCES DE LINGENIEUR St Jo Avignon distribuer l'energie electrique vers un mcc : changement de sens & variation de vitesse FICHE DE cours V Chassilian SW1 SW2 SW3 SW4 +88.8 Vcc 1. Comment inverser le sens de rotation du moteur à courant continu ? 1.1. Principe de l’inversion de sens : L’inversion de sens s’effectue en : - Inversant le sens du courant circulant dans l’induit pour un MCC à aimant permanent, - Inversant le sens du courant circulant dans l’induit ou dans l’inducteur pour un MCC à bobinages. On étudiera uniquement le cas où l’inversion de sens s’effectue en inversant le sens du courant circulant dans l’induit pour un MCC à aimant permanent : 1.2. Commande de l’inversion de sens : On utilise un « pont en H ». Le moteur est au milieu de ce pont d’interrupteurs. Rotation sens 1 : SW1 et SW4 sont fermés, rotation sens 2 : SW2 et SW3 sont fermés. Ces interrupteurs peuvent être réalisés par les interrupteurs d’un relais, des transistors bipolaires (NPN/PNP), des transistors à effet de champ (MOSFET, canal N ou P) : DISTRIBUER CONVERTIR ALIMENTER Energie électrique Moteur à Courant Continu Energie électrique Energie électrique (jusqu'à 50A) Ordre : signal électrique (quelques μA ou mA) Energie mécanique de rotation dans les 2 sens à vitesse variable 12V KA1 KA1 KA2 KA2 M

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Avignon

distribuer l'energie electrique vers un mcc :

changement de sens & variation de vitesse

FICHE DE

cours

V Chassilian

SW1

SW2

SW3

SW4

+88.8

Vcc

1. Comment inverser le sens de rotation du moteur à courant continu ? 1.1. Principe de l’inversion de sens : L’inversion de sens s’effectue en : - Inversant le sens du courant circulant dans l’induit pour un MCC à aimant permanent, - Inversant le sens du courant circulant dans l’induit ou dans l’inducteur pour un MCC à bobinages. On étudiera uniquement le cas où l’inversion de sens s’effectue en inversant le sens du courant circulant dans l’induit pour un MCC à aimant permanent :

1.2. Commande de l’inversion de sens :

On utilise un « pont en H ». Le moteur est au milieu de ce pont d’interrupteurs.

Rotation sens 1 : SW1 et SW4 sont fermés, rotation sens 2 : SW2 et SW3 sont fermés.

Ces interrupteurs peuvent être réalisés par les interrupteurs d’un relais, des transistors bipolaires (NPN/PNP), des

transistors à effet de champ (MOSFET, canal N ou P) :

DISTRIBUER CONVERTIR ALIMENTER Energie

électrique

… Moteur à Courant Continu

Energie

électrique

Energie électrique

(jusqu'à 50A)

Ordre : signal électrique

(quelques µA ou mA) Energie

mécanique

de rotation

dans les 2 sens

à vitesse

variable

M

12V

KA1

KA1

KA2

KA2

M

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FICHE DE

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BAT11.5V +

88

.8D1DIODE

xVccT

thUmoyenUmoteur

1.3. Distribution de l'énergie vers l'actionneur, l'ordre provenant d'un microcontrôleur Attention : Lorsque l'on utilise des transistors MOSFET en commutation, la tension Vgs doit être nulle ou égale à Vcc (Tension d'alimentation), cela signifie que la tension Vg (ordre) appliquée sur la grille doit être égale à la tension d'alimentation. On ajoutera des transistors MOSFET ou un circuit intégré afin d’adapter la tension.

2. Comment faire varier la vitesse de rotation d’un moteur à courant continu ?

2.1. Principe Quand on veut faire varier la vitesse d’un moteur, la première idée qui vient à l’esprit est de faire varier la tension aux bornes du moteur mais on constate que pour des valeurs faibles de la tension, le moteur ne tourne pas car le moteur demande une tension minimale assez importante pour démarrer. Lorsque la tension est trop basse, les forces électromagnétiques ne sont pas suffisantes pour combattre le frottement, il devient donc difficile d’ajuster la vitesse de façon précise. La solution est donc de fournir au moteur sa tension maximale mais par intermittence, c’est ce que l’on nomme la MLI ou PWM en anglais (Modulation de largeur d’Impu lsio ) ou (Pulse width Modulation ).

2.2. Réalisation d’une MLI avec un hacheur : Le hacheur va transformer une tension continue en un signal carré dont on fera varier le rapport cyclique.

Schéma fonctionnel et structurel du montage :

Le hacheur joue un rôle d’interrupteur, commandé en Tout ou Rien par un signal périodique dont on fera varier le rapport cyclique.

Alimenter

En Tension

continue charge =

=

Convertir l’énergie

électrique en

énergie Mécanique

Umoteur

Vcc

Umoyen

th

T

t

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changement de sens & variation de vitesse

FICHE DE

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Composant utilisés pour réaliser un hacheur :

- transistor bipolaire, - transistor MOS, - thyristor

Robuste mais nécessitent un

courant important pour leur

commande et leur temps de

conduction provoque une

consommation importante.

Le choix du composant dépendra du couple souhaité, et des contraintes imposées par le cahier des charges.

2.3. Réalisation d’une MLI avec un microcontrôleur : Dans la majorité des cas, les systèmes sont équipés de microcontrôleurs, il faut donc produire à la sortie du microcontrôleur un signal carré de rapport cyclique variable. Ex ARDUINO :

pinMode (moteurA_speed,OUTPUT); // Broche vitesseMotA configurée en sortie digitalWrite(moteurA_speed,HIGH); // moteur à vitesse maxi

digitalWrite(moteurA_speed,LOW); // moteur à l'arrêt

analogWrite(moteurA_speed,i); // PWM avec 0 < i < 255 ; 0 à l'arrêt, 255 vitesse maxi

Plus fragiles que

les transistors

bipolaires mais

leur commande

nécessite peu

de courant et

donc de

puissance.

La mise en œuvre du thyristor dans

les hacheurs est très délicate car

l'annulation du courant dans les

interrupteurs lors du blocage n'est

pas naturelle. Cependant aux très

fortes puissances, le thyristor est

irremplaçable.