La chaîne de puissance
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La chaîne de puissance représente le cheminement de l'énergie au travers du système. Elle est constituée de plusieurs blocs dont les plus courants sont : Alimenter, Distribuer, Convertir, Transmettre. Chacun de ces blocs représente bien une fonction. Nous verrons par la suite que ces fonctions sont associées à un ou plusieurs composants du système.
Un système peut être alimenté de manières très différentes.
Réseau électrique
Compresseur pneumatique
Batteries et piles
Energies locales
Le réseau électrique permet d'alimenter en électricité les systèmes.
Les systèmes peuvent être alimentés par de l'énergie pneumatique. Il s'agit de systèmes utilisant des vérins (généralement industriels).
Les batteries permettent d'alimenter des systèmes autonomes.
Les panneaux photovoltaïques ou les éoliennes permettent d'alimenter localement des systèmes.
Cette fonction indique comment l'énergie est distribuée au bloc convertir. C'est à ce niveau que la chaîne de puissance reçoit les ordres de la chaîne d'information.
Dans certains documents, le terme Moduler remplace le terme Distribuer mais il s'agit bel et bien de la même fonction !
Transistors
Relais
Distributeurs pneumatiques
Variateurs
Les transistors sont des composants électroniques. Ils sont souvent utilisés comme des interrupteurs commandés.
Les relais agissent également comme des interrupteurs commandés, mais sont utilisés pour des puissances plus élevées.
Les distributeurs pneumatiques permettent de distribuer l'air comprimé dans les vérins.
Les variateurs permettent de faire varier la fréquence d'un signal pour moduler la fréquence de rotation d'un moteur électrique.
Généralement, la nature de l'énergie permettant au système d'agir est différente de celle qui l'alimente. Par exemple un fer à repasser est alimenté par une énergie électrique mais c'est bien une énergie thermique qui lui permet d'assurer sa fonction. Dans ce cas, il y a conversion d'énergie électrique grâce à une résistance et l'utilisation de l'effet joule.
Une des conversion les plus fréquemment rencontrées est la conversion électrique vers mécanique. Celle-ci est assurée par des moteurs.
Les principales formes d'énergies et des exemples technologiques permettant de la conversion entre elles.
Quelques exemples d'éléments assurant une conversion d'énergie :
Moteurs
Vérins pneumatiques
Résistances
électriques
Qu'ils soient électrique ou thermiques, les moteurs permettent de convertir une énergie en énergie mécanique de rotation.
Les vérins permettent de convertir une énergie pneumatique en énergie mécanique
Les résistances électriques convertissent l'énergie électrique en énergie thermique (effet Joule)
Ce bloc explique comment l'énergie fournie par l'actionneur (bloc convertir) est transmise à l'élément final de la chaîne. Par exemple, comment l'énergie mécanique d'un pédalier (bloc convertir) est transmise à la roue arrière d'un vélo : par un mécanisme pignon-chaîne (bloc transmettre).
Engrenages, réducteur
Pignon crémaillère
Chaîne
Échangeur thermique
Transformateur électrique
Les engrenages permettent de transmettre l'énergie mécanique de l'arbre moteur en adaptant la vitesse de rotation ainsi que le couple.
Le pignon crémaillère permet de transformer une énergie mécanique de rotation en énergie mécanique de translation.
Les chaînes permettent de transmettre une énergie mécanique de rotation.
Les échangeurs thermiques permettent de transmettre une énergie thermique (chaleur) d'un fluide à un autre sans qu'ils n'entrent en contact.
Les transformateurs permettent d'adapter le niveau de tension. Ex: Chargeur USB, 230V → 5V
Le bloc Agir explique comment est utilisée l'énergie transmise pour réaliser l'action désirée sur la matière d'oeuvre.
Les blocs présentés dans ce cours ne sont pas les seuls possibles. On trouve par exemple dans certains documents un bloc Adapter à la place du bloc Transmettre, un bloc Moduler à la place du bloc Distribuer ou encore un bloc Stocker pour décrire la fonction de la batterie.
