IMPLANTER LES APPAREILS DE MESURE

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1 MI IV 201 E IMPLANTER LES APPAREILS DE MESURE Maintenance industrielle Niveau IV CAFOC - GIP de l académie de Lyon - 39, rue Pierre Baizet - CP Lyon cedex gipal-cafoc@ac-lyon.fr

2 Implanter les appareils de mesure Ordre de travail Sur un système électrique asservi en boucle fermée, effectuer en toute sécurité les mesures permettant la compréhension de la réponse de cet asservissement. Compétence Repérer les sous ensembles opérationnels d un système, analyser la documentation s y rapportant. Objectif Visualiser la réponse d un asservissement. Pré-requis S informer (MI VI 81 B). Matériel nécessaire Système asservi en boucle fermée, multimètre et oscilloscope analogique / numérique et leur notices d utilisation, une calculatrice, le manuel utilisation de l altivar. Dossier MI VI 82 A Conditions de sécurité Le raccordement des appareils de mesure sur le système se fera impérativement hors tension et devra être contrôlé par le professeur. Durée 2h30 Ce signe indique que cette activité nécessite une évaluation. Lorsqu il est présent, faites appel à votre formateur Lorsque un choix est demandé..oui..non,entourer la réponse convenable Académie de Lyon 2/2

3 Etude de l'activité 1 - Présentation du système Le système proposé est un banc moteur asservi par un variateur de vitesse de type altivar (ici un ATV 28), il est composé d un moteur électrique asynchrone triphasé, d une dynamo tachymétrique et d un frein à poudre pouvant simuler une charge. Ce système est identique à ceux utilisés dans l industrie pour motoriser les lignes de convoyage à vitesse variable (unités de montage à la chaîne, ). ATV 28 Banc Moteur Schéma de principe CONSIGNE ENERGIE ELECTRIQUE REGULATEUR DE VITESSE VARIATEUR DE VITESSE ATV 28 DYNAMO TACHYMETRIQUE MOTEUR CHARGE Fonctionnement L opérateur rentre la vitesse désirée (Consigne) sous forme de fréquence (en Hertz) que le variateur transmet au moteur. La dynamo tachymétrique entraînée par le moteur transforme cette vitesse (Réponse) en tension et l envoie au régulateur qui corrige l écart entre consigne et réponse. Le système est dit en Boucle Fermée. Académie de Lyon 3/3

4 2 Préparation des mesures La tension du réseau de l atelier est 400 v, le variateur utilisé est un ATV 28 HU41M2 sa tension de sortie est 200 / 240 v triphasé. En fonction des caractéristiques du moteur donnez le couplage à effectuer : ou On vous demande de relever les caractéristiques suivantes Sur le moteur : - Vitesse de rotation : tr / min - Fréquence : Hz - Courant : A Sur la dynamo : - Tension restituée : Volts / Tour D où une vitesse pour un volt de : Tours / minute - Nature du courant : Continu Alternatif Sur le variateur (voir manuel ATV) - LSP ( Low Speed / petite vitesse) : Hz (il est souhaitable qu elle soit comprise entre 10 et 40 Hz ) - HSP ( High Speed / grande vitesse) : Hz - ITH (protection thermique du moteur) : A Maintenant vérifiez la concordance entre la protection thermique (ITH) et l intensité absorbée par le moteur : - Le réglage est il correct OUI NON ( si non, modifiez ou faites modifier la valeur par le professeur ) A la mise hors énergie de l Altivar, un danger persiste. Citez le ainsi que les mesures de préventions associées : Académie de Lyon 4/4

5 3 - Documentation ressources Rappels - La Fréquence exprimée en Hertz est égale à l inverse de la période (intervalle de temps entre deux alternances) généralement exprimée en millisecondes : F = 1 / T Exemple : 50 Hz correspond à une période de 20 ms ( 50 = 1 / 20 x 10-3 ) - Sur ce type de moteur à courant alternatif, on obtient la variation de vitesse par variation de la fréquence délivrée au stator. - Cette variation est proportionnelle : Exemple : Si un moteur tourne à 2000 tr / min à 50 Hz Il tournera à 1000 tr / min pour 25 Hz Application : Horizontalement : 1 carreau = 2 millisecondes Pour ce signal, Donnez la période Retrouvez la fréquence : ms : Hz Quelle serait la vitesse du moteur de l exemple Ci dessus pour la fréquence trouvée: tr / min Académie de Lyon 5/5

6 Document Ressources OSCILLOSCOPE ANALOGIQUE / NUMERIQUE OX 8062 Repère Nom Fonction 1 FOCUS Réglage de la focalisation 4 INTENSITY Réglage de l intensité de la trace 5 VOLT / DIV Sélection de la sensibilité verticale CH1 6 CH1 DIFF Commutation du mode de mesure normale / Différentiel de CH1 7 POSITION Réglage de la position verticale de la trace CH1 10 MODE Scrutation à droite des modes verticaux 15 P-P Déclenchement crête à crête 23 T/ DIV Sélection du coefficient de balayage de la base de temps 25 SOURCE Scrutation à gauche des sources de déclenchement 26 SOURCE Scrutation à droite des sources de déclenchement 36a CH1+ BNC+ de la voie CH1 36b CH1- BNC- de la voie CH1 37 REF Sélection du couplage de la voie CH1 ou de la ref de mesure 38 VAR Réglage continu de la sensibilité verticale CH1 42 MATH Mode numérique : Activation du menu MATH 45 READOUT Déplacement des curseurs horizontaux / verticaux 46 READOUT Déplacement des curseurs horizontaux / verticaux 48 CURS Activation du menu curseurs 49 POWER Bouton de MARCHE / ARRET Académie de Lyon 6/6

7 4 - Précautions à prendre L implantation des appareils de mesure se fera système hors tension Un voltmètre en sortie de dynamo Indiquez le calibre à utiliser : volts Le Mode Alternatif : AC Ou Continu : DC Un oscilloscope pour afficher la forme de la tension appliquée au moteur Oscilloscope METRIX OX 8062 Plaque à bornes moteur En Bleu Le couplage triangle (moteur 220 / 380 v alimenté en 220 v tri par le variateur ) Nous utiliserons la chaîne 1 ( CH1 ), Connections 36a et 36b reliées à deux phases moteur (par exemple U1 V1). Académie de Lyon 7/7

8 Exécution de l ordre de travail (voir préparation des mesures pour les valeurs demandées) Vous allez effectuer les mesures en petite vitesse (LSP) : La consigne étant de : LSP = Hz La vitesse nominale du moteur de n = tr / min, La vitesse théorique du moteur en LSP sera donc : Calcul : n x LSP = tr / min 50 Mettre en route le système Relevé à l oscilloscope : vérifiez que les boutons : VAR : 19, 32, 38 soient à 0 POSITION : 7, 9, 12 soient centrés a) Procédure de réglage Consigne de vitesse Mettre en marche par appui sur le BP 49 Mettre en mode digital par 41 Appuyer sur CH1 DIFF 6 et Auto 21 Régler 5 (Volt / div) et 23 (T / div) pour obtenir une courbe visible sur l écran Puis arrêter le défilement par 39 Run / Stop RELEVEZ LA COURBE OBTENUE Calibres Utilisés En x : ms En y : Volts Académie de Lyon 8/8

9 b) Mesure de la fréquence MI VI 201 E Utilisez le mode curseur par 48 CURS Appuyez sur cette touche successivement pour obtenir la fonction 1 / t Insérez une période entre les deux traits verticaux (curseurs) : Essayez d être le plus précis possible Déplacez le curseur C1 par 45 et 46 READOUT Puis sélectionner le curseur C2 par 44 VISU et déplacer par 45 et 46 READOUT La fréquence s affiche sur l écran : Hz Relevé au multimètre : c) Mesure de la vitesse Relevez la tension délivrée par la dynamo : volts D après les caractéristiques relevées sur la dynamo, La vitesse réelle du moteur est donc de : volts x nb de trs pour 1 volt = tr / min Réponse du système Analyse des résultats : Comparez maintenant la valeur de la vitesse désirée ( consigne ) avec celle obtenue ( réponse ) : L écart consigne / réponse est il nul : Si NON, vous paraît il acceptable : OUI OUI NON NON Selon vous, à quels phénomènes cet écart est il dû : Académie de Lyon 9/9

10 d) Influence de la régulation On vous propose maintenant d étudier la réaction du système dans le cas où le retour d information délivré par la dynamo serait interrompu : CONSIGNE ENERGIE ELECTRIQUE REGULATEUR DE VITESSE DYNAMO TACHYMETRIQUE VARIATEUR DE VITESSE MOTEUR ATV 28 CHARGE Physiquement, vous allez débrancher un des cordons reliant la dynamo tachymétrique à l Altivar, puis mettre en route. Comment réagit le système : Quelle valeur affiche le multimètre : volts La vitesse de rotation du moteur est donc de : Relevez la fréquence (FrH) affichée sur l Altivar : tr / min Hz En vous basant sur ces nouvelles valeurs, Expliquez les raisons de ce phénomène : Académie de Lyon 10/10

11 Implanter les appareils de mesure FICHE DE SYNTHESE Il est impératif de connaître : les consignes de sécurité propres au système avant toute implantation de matériel de mesure les consignes d implantation et de réglage propre aux appareils de mesure utilisés Il est préférable de raccorder les appareils de mesure hors tension Il faut toujours avoir un ordre d idée des valeurs et grandeurs que l on a à mesurer : nature du courant : AC ou DC Valeurs approximatives en tension, intensité, fréquence Ceci dans le but de régler au mieux les calibres des appareils pour ne pas les endommager et obtenir ainsi les mesures les plus précises possible. Académie de Lyon 11/11