Soutenance mémoire
Etude et dimensionnement de la partie puissance
Présentation de l’entreprise
Historique
Créée en 1979, CEAC (Construction Electrique Appareillages de comptage), a démarré sa production en 1982 par la fabrication des compteurs monophasés de type DE4 et triphasés de type GH sous licence Ganz (HONGRIE).
Suite au rachat de Ganz par Schlumberger Industries en 1990, CEAC a lancé la fabrication sous licence Schlumberger, du compteur monophasé de type H10 en 1996 puis celle du compteur de type C114 en 1998.
En 1999, CEAC a démarré la fabrication du compteur monophasé M2X S4, prévu dans un premier temps pour l’ONE.
En 2002 la division comptage de Schlumberger a été vendue sous le nom d’ACTARIS pour la partie mondiale hors USA. Sa partie aux USA a été vendue sous le nom d’ITRON. Ainsi en 2002, les compteurs fabriqués par CEAC ont été souslicence ACTARIS.
En fin 2008 ITRON a racheté ACTARIS et a décidé depuis 2010de se commercialiser sous le nom unique d’ITRON, ainsi depuis cette date la fabrication de CEAC est devenue sous licence ITRON.
Fiche technique de la société CEAC
Forme juridique Société Anonyme (SA).
Activité principale Fabrication de compteurs d’énergie électrique.
Date de création 1979.
Capital 11.000.000 DH.
Registre de commerce 15741 Fès.
Code fiscal 04500740.
Patente 14202270.
Effectif De 100 à 500 salariés.
Adresse Q.I, Sidi Brahim II rue 801, Fès-Maroc.
Tél 0535644020.
Fax 0535640619.
Email [email protected].
Organigramme
La figure 1 présente l’organigramme de la société EAC, c’est un organigramme fonctionnel ou hiérarchique.
Figure 1 Organigramme de la société
Activités
Activités principales
CEAC a pour activité principal la fabrication des compteurs d’énergie électrique active basse tension monophasée 2fils et triphasés 4fils.
Activités secondaires
Nous pouvons trouver des activités secondaires chezCEAC telles que
• Maintenance des compteurs numériques Spectral
• Services dans l’environnement du compteur ventes et maintenance des TSP (Terminaux de Saisie Portable), systèmes de télé relèvent, gestion de la clientèle…
Description générale
Organisation interne
Les différents services de CEAC s’articulent autour de deux directions
• La direction Générale dont le siège à Rabat ;
• La direction Industrielle à l’usine de Fès.
Implantation géographique
La figure 2 contient un plan détaillé de la société, là où nous pouvons voir les différents ateliers, ces derniers sont répartis géographiquement suivantl’enchainement des étapes de la fabrication des compteurs.
Figure 2 Implantation géographique de la société
Description des ateliers
Atelier d’injection
Dans l’atelier d’injection nous avons trois générations de machines qui font la même opération. Ces machines s’appellent les presses d’injection. E lles servent à fabriquer des pièces par la transformation de la matière Bakélite d’une carcasse très dure et résistante à la température. Cet atelier contient plusieurs machines autres que les presses utilisées pour le refroidissement du capot, pour l’échauffement d’huile à une valeur très précise et pour insérer des visses, donc elles possèdent trois installations
• Installation pneumatique
• Installation hydraulique
• Installation électrique
Atelier d’estampage et rivetage
Dans l’atelier d’estampage se déroule le découpage des tôles magnétiques fabriquées d’un alliage de cuivre appelé le laiton, On découpe en etitesp pièces la tôle par l’intermédiaire d’un outil (la grignoteuse).Ces pièces sont arrangées dans des caisses appropriées pour les envoyer à l’atelier de rivetage où se passe leur assemblage, à l’aide des manettes, pour obtenir les noyaux des bobines de tensions et de courants.
Atelier de montage
Cet atelier est considéré comme le cœur de l’usine, c’est le lieu où les éléments des compteurs monophasés et triphasés sont rassemblés.
Atelier d’étalonnage
Pour garantir la qualité des compteurs, la société se base sur une procédure de contrôle appelé étalonnage.Cette opération consiste à déterminer les valeurs des erreurs des compteurs en faisant varier les différents paramètres qui sont la tension, l’intensité et l’angle de déphasage. Son principe consiste à faire une comparaison entre le compteur produit et un autre compteur électronique que nous pouvons considérer comme un étalon.Enfin le compteur est transféré à l’atelier d’emballage afin d’être livré à la régie spécifiée.Le compteur qui présente une anomalie est transmisà l’atelier de réparation.
Présentation du projet
Compteur triphasé
Un compteur électrique est un organe électrotechnique servant à mesurer la quantité d’énergie électrique consommée dans un lieu habitation, industrie… Il est utilisé par les fournisseurs afin de facturer la consommation d’énergie au client. À l’origine ces appareils étaient de conception électromécanique, ils seront remplacés arp des modèles électroniques. Les nouvelles versions de compteurs électriques sont des compteurs communicants appelés parfois compteurs intelligents.Les compteurs triphasésélectromécaniques à courant alternatif (figure 3) sont très répandus. Techniquement ce sont des petits moteurs à inductio n à rotor massif, qui a la forme d’un disque, ils possèdent un seul arbre moteur et deux disques sur lesquels agissent des éléments moteurs. Pour chaque phase nous avons une bobine de courant et une autre de tension, les deux bobines sont alignées par rapport aux disques, elles provoquent un couple moteur qui augmente avec l’augmentation du courant absorbé.Le nombre de tours de l’arbre est proportionnel à l ’énergie consommée.
Les essais sur les Compteurs triphasés
Après le montage du compteur, il doit être prérégléetétalonné avant d’être distribué.
Dans la phase de préréglage quatorze essais doiventêtre effectués afin que le compteur mesure exactement l’énergie électrique consommée.
La plupart des essais se font pont par pont c.-à-d. phase par phase pour effectuer les réglages suivantsRéglage de l’aimant. Réglage du curseur.Réglage du couple moteur. Réglage à faible charge.Nous n’allons pas nous attarder à décrire les différents réglages, ce qui est important pour nous ce sont les paramètres électriques, le tableau suivant présente ces paramètres pour lescompteurs triphasés C114 de calibre 20-60 A et 20-100 A.Tableau 1 Les paramètres de préréglage des compteurs C114 20-60 A et 20-100 A.Nous constatons que pour chaque essai nous avons besoin d’un courant spécifié par exemplele premier essai exige un courant égale 100% du courant de base c.-à-d.20 A.
Pupitre électromécanique
C’est un générateur de puissance triphasé capable edgénérer un courant variable, et de régler son déphasage avec la tension du secteur.Le pupitre alimente une vingtaine de compteurs qui sont montés en série avec un compteur étalon.Notre projet sera la conception d’un système électronique capable de remplacer le pupitre électromécanique.
Cahier de charges
Concevoir un système électronique capable de fourni un courant variable qui répond aux différents essais pour étalonner les compteurs triphasés, ce courant peut atteindre 100A. L’interface Homme/Machine doit être munie d’un afficheur LCD, qui va permettre à l’opérateur de lire directement l’intensité du courant fourni à la charge.Plusieurs essais se font avec un facteur de puissance différent de 1, donc notre système doit être capable de varier le déphasage entre le courant etla tension.Les bobines de courant de vingt compteurs montés en série constituent la charge du nôtre système, qui varie selon le type des compteurs testés.
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Table des matières
Introduction générale
CHAPITRE I présentation générale
I) -Présentation de l’entreprise
I.1) Historique
I.2) Fiche technique de la société CEAC
I.3) Organigramme
I.4) Activités
I.5) Description générale
I.6) Description des ateliers
II) Présentation du projet
II.1) Compteur triphasé
II.2) Les essais sur les Compteurs triphasés
II.3) Pupitre électromécanique
II.4) Cahier de charges
CHAPITRE II Etude et dimensionnement de la partie puissance
I) L’impédance de la charge
I.1) Calcul de la résistance R
I.2) Calcul de l’inductance L
I.3) Etude du circuit RL
I.4) La tension maximale appliquée pour chaque type de compteur
II) Dimensionnement de l’onduleur
II.1) Définition
II.2) Onduleur à Commande symétrique
II.3) Onduleur à Commande MLI
III) Dimensionnement de l’alimentation à découpage
III.1) Convertisseur Forward
III.2) Dimensionnement du transformateur
III.3) Dimensionnement du filtre de sortie
III.4) Choix des diodes
III.5) Choix de l’interrupteur électronique
IV) Simulation de la partie puissance
CHAPITRE III La partie commande
I) Introduction
II) Drivers Mosfet
II.1) Définition
II.2) Choix du composant
II.3) Diagramme de fonctionnement
III) Optocoupleur
III.1) Définition
III.2) Symbole de l’optocoupleur
III.3) Principe de fonctionnement de l’optocoupleur
III.4) CTR d’un optocoupleur
III.5) Choix de l’optocoupleur
IV) Unité de traitement
IV.1) Définition d’un Microcontrôleur
IV.2) Microcontrôleur PIC
IV.3) Différentes familles des PICs
IV.4) Le choix du PIC 16F877A
IV.5) Brochage du PIC 16F877A
IV.6) Eléments constitutifs PIC 16F877A
IV.7) Principales caractéristiques du PIC 16F877A
V) La MLI pré-calculée
VI) La MLI sinusoïdale numérique
VI.1) Organigramme de la commande bipolaire de l’onduleur
VI.2) Visualisation des signaux de commandes
VI.3) Organigramme de la commande unipolaire de l’onduleur
VII) Commande des alimentations à découpages
VIII) L’ampèremètre numérique
Conclusion générale
Bibliographie
Annexes
Annexe
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