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Fiche N°83

Fonctionnement hydraulique proportionnelle : Gain et recouvrement

valves proportionnelles hydrauliques

L’utilisation des valves de régulation proportionnelles permet de répondre aux applications hydrauliques les plus exigeantes. Les commandes proportionnelles apportent souplesse et précision par rapport aux commandes TOR (Tout Ou Rien).

Choisir desvalves à commande proportionnelle permet de maîtriser des accélérations et décélérations. Ce choix donne accès à une large palette de réglage (valves de pression ou débit)

Les composants proportionnels comportent des organes coulissants à très faible jeu avec des bords vifs. Une attention particulière doit être portée sur la pollution de l'huile. Une filtration efficace doit être mise en place sur la pression en plus de la filtration retour déjà présente dans les systèmes hydrauliques TOR (Tout Ou Rien).

1- Recouvrement et gain

symbolisation distributeur proportionnel hydraulique

En déplaçant le tiroir vers la gauche, il ouvre progressivement le passage de P vers A & B vers T.

En déplaçant le tiroir vers la droite, il ouvre progressivement le passage de P vers B & A vers T.

Le débit traversant le distributeur dépend en partie de la course du tiroir.

En fonction des distributeurs proportionnels utilisés, le tiroir lorsqu’ il est en position centrale peut avoir différents recouvrements qui influent sur le gain en débit et pression.

Recouvrement tiroir proportionnel

Fig. A : Recouvrement positif

Au repos, les arêtes du tiroir (rep 1) recouvrent la portée (rep 2) et ferment complétement le passage à l’huile.

La courbe indique le gain en débit de la valve. C’est-à-dire l’augmentation du débit pour une certaine modification du signal d’entrée avec une différence de pression donnée.

A cause du recouvrement, le signal d’entrée doit atteindre une valeur minimum pour qu’un débit traverse le tiroir.

Ce type de tiroir est utilisé en régulation de vitesse.

 

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Fig. B : Recouvrement nul

Au repos, les arêtes du tiroir (rep 1) affleurent la portée (rep 2) et ferment le passage à l’huile.

La courbe indique le gain en débit de la valve. C’est-à-dire l’augmentation du débit pour une certaine modification du signal d’entrée avec unedifférence de pression donnée.

Grâce au recouvrement nul, un signal d’entrée faible permet le passage du débit à travers le tiroir. La proportionnalité du signal d’entrée par rapport au gain de débit est vraie sur toute la zone de déplacement du tiroir. Le déplacement du tiroir est très sensible de part et d’autre de la position centrale.

Ce type de tiroir est utilisé en régulation de position.

Fig. C : Recouvrement Négatif

Au repos, les arêtes du tiroir (rep 1) ne couvrent pas la portée (rep 2) et ne ferment pas totalement le passage à l’huile.

La courbe indique le gain en débit de la valve. C’est-à-dire l’augmentation du débit pour une certaine modification du signal d’entrée avec une différence de pression donnée.

Il existe un débit initial lorsque le tiroir est en position centrale.

Ce type de tiroir est utilisé en régulation de pression.

Tiroir fente de progressivité

Les tiroirs peuvent posséder des fentes de progressivités qui permettent d’ouvrir le passage de l’huile de manière plus progressive.

En fonction de leurs formes et de la différence de pression aux bornes du tiroir, la relation mouvement du tiroir par rapport au débit n’est pas toujours linéaire.

Gain de pression : valves proportionnelles hydrauliques

Gain en pression : Le gain en pression correspond au rapport entre la pression de sortie et le signal d’entrée.

Le recouvrement du tiroir influe sur le gain en pression

Le gain en pression est tracé avec les orifices de la valve obturés.

Avec un tiroir à recouvrement nul (courbe B), la pleine pression est atteinte lorsque le signal d’entrée atteint 3 à 4 % de la valeur maximale.

Avec un tiroir à recouvrement négatif (courbe C), le tiroir doit parcourir une course plus longue et se traduit par une courbe moins pentue.

Avec un tiroir à recouvrement positif, la pression commence à monter lorsque le tiroir arrive en zone de découvrement (courbe A).

2- Les différents réglages

Les réglages proportionnels

I max : Ce réglage permet de réduire le paramètre hydraulique maximum alors que la consigne est maximum.

I max = échelle = gain = scal

I limitation : Réglage interne pour des cartes multivalves qui permet de ne pas dépasser une intensité maximale.

I min : Ce réglage permet d’ajuster la quantité de saut. Cela a pour constat de diminuer la sensibilité du joystick.

I min = saut = BIAS

Pré magnétisation : Petit courant présent même s’il n’y a pas de consigne

Pré magnétisation = I polarisation = I base

Ip min : Ce réglage permet d’ajuster le pourcentage de la consigne nécessaire pour effectuer le saut (1 à 3 %). « Réglage du départ du saut ».

Ip max : C’est l’inverse du I max, il permet de diminuer la consigne pour avoir le courant à 100%.

Réglage du zéro : Pour les servovalves et les servo distributeurs, il permet d’éviter la dérive lorsqu’il n’y a pas de consigne.

Rampes

Les rampes proportionnelles hydrauliques

La rampe permet à la valve d’atteindre la consigne progressivement pour apporter de la souplesse à l’installation hydraulique.

En général, la rampe maximum réglable est de 5s.

Les cartes électroniques peuvent être multi-rampes. C’est-à-dire qu’il est possible de régler différentes rampes.

 

3 - Notions importantes

Résolution / sensibilité : Variation du signal de commande à partir duquel on constate une évolution sans changement de sens dont on peut mesurer la variation de débit ou de pression hydraulique. Elle s’exprime en % du courant nominal.

Tension de seuil / grandeur d’inversion : Variation du signal de commande à partir duquel on constate une évolution avec un changement de sens dont on peut mesurer la variation de débit ou de pression hydraulique. Elle s’exprime en % du courant nominal.

Reproductibilité / fidélité / répétabilité : Capacité à reproduire systématiquement la même grandeur de sortie hydraulique (pression ou débit) pour un même signal de commande exercé plusieurs fois de suite. Elle s’exprime en % du paramètre hydraulique.

Hystérésis : Différence de signal de commande nécessaire pour avoir la même grandeur de sortie hydraulique (débit ou pression) entre un signal croissant et décroissant. Elle s’exprime en % du courant nominal.

Linéarité : Capacité à respecter une loi linéaire entre la grandeur mesurée et l’affichage théorique. Elle s’exprime en % du paramètre hydraulique.

Ex : capteur 0-400 bars (0-10V) linéarité de +/-0.5% soit +/- 2 bars.

 

Formation hydraulique : Gain et recouvrement des valves proportionnelles hydrauliques

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