ENC 3. FONCTIONNEMENT EN TANDEM : RECHERCHE D'UN CAPTEUR DE RUPTURE DE LIAISON. AUTEURS Jean Filipini Et P. Montaigu 0
ENC 3. FONCTIONNEMENT EN TANDEM : RECHERCHE D'UN CAPTEUR DE RUPTURE DE LIAISON. AUTEURS Jean Filipini Et P. Montaigu DESTINATION : - Adaptable à : - Tout public du génie mécanique ou du génie électrique. - Tous niveaux. OBJECTIFS : - Rechercher un signal permettant de détecter la rupture de liaison mécanique ( coupure du fil). -Trouver une solution permettant de limiter l'emballement. ANALYSE : Limitation de la vitesse d'emballement. Venant à la suite du TP ENC 2 : On montre l'évolution du signal issu du correcteur de l'axe vitesse lors de la rupture de liaison interaxes, dans le cas d t un convertisseur de tension et dans le cas d'un convertisseur de courant. Il permet par une organisation astucieuse de la chaîne de transformation d'énergie, de disposer au niveau du signal d'un capteur de rupture et ainsi de proposer une séquence d'arrêt. On montre l'intérêt d'un volant d'inertie pour limiter la montée en vitesse lors de la rupture et permettre ainsi à l'automatisme de réagir. MOYENS : - 2 voltmètres calibre 10 V pouvant mesurer U moyen, - 2 bancs d'expérimentation SYNUM version de base, - 1 bobine de fil à coudre (peu importe la couleur), - 1 enregistreur type oscilloscope à mémoire. - 1 disque aluminium diamètre 9 cm épaisseur 2 mm. CONFIGURATION : Banc 1 interface Fil Banc 2 interface AXES VITESSE AXE COUPLE DEMARCHE : 1
1 ere phase : - On relève l'évolution du signal issu du correcteur qui gère c convertisseur de tension de l'axe vitesse, au moment de la rupture de la liaison mécanique. 2 ème phase : - On relève l'évolution du signal issu du correcteur qui gère un convertisseur de courant, au moment de la rupture de la liaison mécanique. 3 ème phase : - capteur de rupture découvert ci-dessus donne à l'opérateur le signal de suppression de la consigne courant de l'axe couple. On observe alors la montée en vitesse puis le ralentissement. 4 ème phase : - On équipe l'axe couple d'un volant d'inertie et on répète l'opération précédente pour montrer la réduction de la vitesse maximale atteinte. 2
1 er ESSAI : CONFIGURATION : Banc 1 : axe vitesse. Reculer complètement l'aimant. Mise en service du convertisseur ILT Relier : - PT12 et PT22 - PT13 et PT23 - PT14 et PT24 - PT48 et PT56 - PT49 et PT57 - PT14 et PT34 - Insérer un voltmètre calibre 10 V entre PT33 et PT39 (consigne tension). Réglages : - Entrer en tâche PRN. - Accéder à l'adresse $OF : introduire $FF. - Accéder à l'adresse $20 : introduire $10. - Entrer en tâche CIV. - Introduire une accélération importante >$B00. - Introduire une consigne vitesse $01. Le voltmètre de consigne doit indiquer environ -5 V. Sens de rotation des aiguilles d'une montre 1/8 tris. - Réintroduire une consigne vitesse $00. Banc 2 : axe couple. Reculer complètement l'aimant. Mise en service du convertisseur ILC : Relier :- PT15 et VT21 - Insérer un voltmètre calibre 10 V entre PT9 et PT39 (mesure de vitesse). Réglages : - Entrer en tâche MPM, mode CCM. - Introduire CM=$04 ce qui correspond à 750 tr/min/volt. - Entrer en tâche PRN. - Accéder à l'adresse ROS qui permet la commande de l'interface de puissance. - Introduire $80 : le moteur doit être arrêté ; si ce n'est pas le cas, agir sur le potentiomètre n 202 de la carte M26 jusqu'à obtenir l'arrêt. Interconnexion des masses : Relier les bornes PT43 des deux axes. Mise en place de l'oscilloscope à mémoire : Relier la masse sur PT43 de l'un des bancs. La voie I sur PT9 du banc 2 : mesure de vitesse axe couple calibre 2V/cm. La voie 2 sur PT33 du banc 1 : consigne de tension axe vitesse calibre 2V/cm. Initialiser les traces à 1 carreau du bas, base de temps 1s/cm. 3
MISE EN PLACE DU FIL : Remplir les réserves de fils selon le dessin suivant : BANC 1 BANC 2 BOBINE PLEINE BOBINE VIDE Le fil ne doit pas être attaché sur les bobines. Il doit tenir par friction. Banc 1 réserve pleine : une rotation positive entraîne le déroulage par le haut. Banc 2 réserve vide : une rotation positive entraîne un enroulage par le haut. MISE EN SERVICE : Arrêt tendu : Banc 1 : Tâche REG, ACC > $B00 consigne vitesse $00. Banc 2 : Tâche PRN, adresse R08, consigne $AO soit 283 ma Mise en mouvement: Banc 1 : Consigne vitesse $40 soit 480 tr/min. Lancer l'enregistrement pour observer les variations en fin de bobine. 4
RESULTATS DU 1 er ESSAI. EVOLUTION DE LA CONSIGNE DU CONVERTISSEUR DE TENSION ET DE LA VITESSE DE L'AXE COUPLE. CH1 2V 1s WD T=.5k 0000 *1000 CH2 2V 1s 1k F Calibre consigne : 2V /DIV Calibre vitesse : 750 tr/min /DIV Vitesse de balayage : 1S /DIV 5
EXPLOITATION DU 1 er ESSAI : Le convertisseur sur l'axe vitesse est chargé de fournir une tension proportionnelle à son signal de commande Ue. Le correcteur est chargé de maintenir la vitesse constante. État d'équilibre : Ue* Tu = Um Um = Kn * N + R * C Kc C = couple imposé par l'axe couple. Tu = 2,4 volts/volt Kn = 4 volts/l000tr/min Kc = 9 mnm/a R = 10 Ω N = vitesse en 1000 tr/min Consigne en charge : Uec = Kn * N Tu + R * C Tu* Kc Lors de la rupture le couple demandé devient quasiment nul. Consigne à la rupture : La variation observée est : La variation relative : Uer = Kn * N Tu I Uec Uer = Ue = R * C Tu* Kc Ue Uec = 1 N * 1 Kc * Kn * +1 C R Cette variation relative dépend essentiellement de la vitesse avant la rupture. 6
2 ème ESSAI : CONFIGURATION : Banc 2 : axe couple inchangé. Couper l'alimentation du banc I Banc 1 : axe vitesse. Retirer toutes les connexions. Mise en place de l'interface ILC : Relier : - PT15 et PT25 - PTF16 et PT26 - PT17 et PT27 - PT5O et PT58 - PT51 et PT59 - PT15 et PT34 - Insérer un voltmètre calibre 10V entre PT33 et PT39 (consigne courant). Réglages : - Réalimenter le banc 1. - Entrer en tâche PRN. - Accéder à l'adresse ROF. introduire $FF - Accéder à l'adresse R20. introduire $10. - Accéder à l'adresse R08 qui permet la commande de l'interface de puissance. - Introduire $80 : le moteur doit être arrêté : Si ce n'est pas le cas. agir sur le potentiomètre N 202 de la carte M26 jusqu'à obtenir l'arrêt. Interconnexion des masses : Relier les bornes VI43 des deux axes. Mise en place de l'oscilloscope à mémoire : Relier la masse sur PT43 de l'un des bancs. La voie 1 sur PT9 du banc 2 : mesure de vitesse axe couple calibre 2V/cm. La voie 2 sur VT33 du banc 1 : consigne de tension axe vitesse calibre 2V/cm. Initialiser les traces à 1 carreau du bas, base de temps 1s/cm. MISE EN PLACE DU FIL : Identique au précédent. MISE EN SERVICE : Arrêt tendu : Banc 1 : Tâche REG, ACC>$BOO. consigne vitesse $00. Banc 2 : Tâche PRN. adresse R08, consigne $AO soit 283 ma. Mise en mouvement : Banc 1 : Consigne vitesse $40 soit 480 tr/min. Lancer l'enregistrement pour observer les variations en fin de bobine. 7
RESULTATS DU 2 ème ESSAI. EVOLUTION DE LA CONSIGNE DU CONVERTISSEUR DE COURANT ET DE LA VITESSE DE L'AXE COUPLE. CH1 2V 1s WD T=.5k 0000*1000 CH2 2V 1s 1k F Calibre consigne : 2V /DIV Calibre vitesse : 750 tr/min /DIV Vitesse de balayage : 1S /DIV 8
EXPLOITATION DU 2 ème ESSAI : Le convertisseur sur l'axe vitesse est chargé de fournir un courant proportionnel à sa tension de commande Ue. Le correcteur est toujours chargé de maintenir la vitesse constante. État d'équilibre : Ue* Ti = Im Im = C Kc C couple imposé par l'axe couple. Kc = 39 mnm/a Consigne en charge : Uec = C Ti * Kc Lors de la rupture le couple demandé devient quasiment nul. Consigne à la rupture : 0 Uec Ti * Kc 0 La variation observée est : La variation relative : Uec Uer = Ue = Ue Uec =1 C Ti * Kc Conséquence : Cette sortie retombe à zéro lors de la rupture de la charge. La surveillance de cette consigne indique la rupture de charge. 9
3 ème ESSAI : CONFIGURATION : Configuration identique a celle de l essai n 2. Se mettre en position arrêt tendu. Mise en place de l'oscilloscope à mémoire : Identique au précédent. Centrer l'axe O de la voie 1 sur l axe de la mire. Positionner l'axe O de la voie 2 à un carreau du bas. MISE EN PLACE DU FIL : Banc 2 : axe couple. Réglages : - Entrer en tâche PRN. - Accéder à l'adresse RO8. Préparer la consigne $00. Identique au précédent. MISE EN SERVICE : Mise en mouvement : Banc 1 : Introduire la consigne $15. Lancer l'enregistrement. Banc 2 : Préparer la consigne $00. Au moment où on observe la descente du signal de la voie 2 (signal de rupture), valider la consigne $00 sur le banc 2. On observe alors la montée en vitesse et le ralentissement. 10
RESULTATS DU 3 ème ESSAI. INTRODUCTION D'UNE CONSIGNE DE "COURANT NUL" A L'APPARITION DU SIGNAL DE RUPTURE. CH1 2V WD T=Ok 0000*1000 CH2 5V 2s 1k F Calibre consigne : Calibre vitesse : Vitesse de balayage : 2V/'DIV 3750 tr/min/div 2 S/DIV 11
4 ème ESSAI : CONFIGURATION : Effectuer toute la configuration de l'essai n 3. Ajouter un disque en aluminium de diamètre 9 cm d'épaisseur 2mm sur l'axe du banc 2. Recommencer l'expérience précédente. On observe alors une montée moins importante de la vitesse due à l'augmentation du moment d'inertie. 12
RESULTATS DU 4 ème ESSAI. INFLUENCE DU VOLANT D INERTIE. CH1 2V 2s WD T=Ok 0000 *1000 CH2 5V 2s 1k F Calibre consigne : Calibre vitesse : Vitesse de balayage : 2V /1)1V 3750 tr/min /DIV 2 S /DIV 13
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