{"id":16285,"date":"2026-10-10T08:30:26","date_gmt":"2026-10-10T08:30:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.hndfcrane.com\/?post_type=posts&#038;p=16285"},"modified":"2026-10-10T08:40:39","modified_gmt":"2026-10-10T08:40:39","slug":"field-weakening-speed-control-in-crane-drive-system","status":"publish","type":"posts","link":"https:\/\/www.hndfcrane.com\/fr\/posts\/field-weakening-speed-control-in-crane-drive-system\/","title":{"rendered":"Commande de vitesse par affaiblissement du champ dans un syst\u00e8me d&#39;entra\u00eenement de grue\u00a0: principes et mise en \u0153uvre"},"content":{"rendered":"<div class=\"wp-block-rank-math-toc-block\" id=\"rank-math-toc\"><p>Table des mati\u00e8res<\/p><nav><ul><li><a href=\"#principle-of-field-weakening-speed-control\">Principe de la commande de vitesse par affaiblissement du champ<\/a><\/li><li><a href=\"#field-weakening-curve-and-load-weight-detection\">D\u00e9tection de la courbe d&#39;affaiblissement du champ et du poids de la charge<\/a><ul><li><a href=\"#method-1-load-detection-by-weighing-sensor\">M\u00e9thode 1\u00a0: D\u00e9tection de charge par capteur de pesage<\/a><\/li><li><a href=\"#method-2-load-estimation-by-motor-current\">M\u00e9thode 2\u00a0: Estimation de la charge par le courant moteur<\/a><\/li><\/ul><\/li><li><a href=\"#siemens-implementation-and-retrofit-notes\">Notes de mise en \u0153uvre et de modernisation Siemens<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1536\" height=\"1024\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Field-Weakening-Speed-Control-in-Crane.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-16297\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p>La r\u00e9gulation de vitesse par affaiblissement du champ magn\u00e9tique est fr\u00e9quemment utilis\u00e9e dans les m\u00e9canismes de levage des grues afin d&#39;am\u00e9liorer leur rendement. Le principe est simple\u00a0: le moteur tourne \u00e0 sa vitesse maximale \u00e0 vide, \u00e0 sa vitesse nominale en charge, et utilise une courbe d&#39;affaiblissement du champ magn\u00e9tique calcul\u00e9e pour d\u00e9terminer la vitesse optimale entre charge maximale et charge nulle.<\/p>\n\n\n\n<p>Pour les entra\u00eenements de palans de pont roulant et de portique, cela permet d&#39;augmenter la vitesse de levage \u00e0 vide ou \u00e0 faible charge, de r\u00e9duire le temps de levage, de raccourcir le cycle de travail et d&#39;am\u00e9liorer la productivit\u00e9 de l&#39;\u00e9quipement.<\/p>\n\n\n\n<p>Certaines applications sp\u00e9cifiques doivent respecter leurs propres sp\u00e9cifications techniques. Par exemple, sur un portique de construction navale, si les vitesses \u00e0 vide, \u00e0 mi-charge et \u00e0 pleine charge sont respectivement de 3, 6 et 9 m\/min, et que le rapport d&#39;affaiblissement du champ du moteur ne peut atteindre trois fois la vitesse nominale, la vitesse de fonctionnement \u00e0 pleine charge peut \u00eatre inf\u00e9rieure \u00e0 la vitesse nominale.<\/p>\n\n\n\n<p>L&#39;analyse qui suit prend pour exemples les portiques de quai \u00e0 conteneurs et les d\u00e9chargeurs de navires, car ces deux \u00e9quipements pr\u00e9sentent des exigences \u00e9lev\u00e9es en mati\u00e8re d&#39;efficacit\u00e9. La charge d&#39;un m\u00e9canisme de levage n&#39;atteint pas sa charge nominale \u00e0 chaque cycle. Pour un portique de quai \u00e0 conteneurs, le poids du conteneur se situe g\u00e9n\u00e9ralement entre 3 et 40 tonnes, selon sa cargaison. Lorsque la charge est lourde, la vitesse de levage est r\u00e9duite. \u00c0 l&#39;inverse, lorsque la charge est l\u00e9g\u00e8re, la vitesse de levage peut \u00eatre augment\u00e9e, ce qui diminue le temps de cycle de l&#39;\u00e9quipement.<\/p>\n\n\n\n<p>Le fonctionnement d&#39;un d\u00e9chargeur de navire est relativement simple. Lors de l&#39;ouverture compl\u00e8te des \u00e9coutilles, le d\u00e9chargement par benne preneuse s&#39;effectue g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 pleine charge. \u00c0 l&#39;ouverture de la benne, le m\u00e9canisme est peu sollicit\u00e9\u00a0; le syst\u00e8me n\u00e9cessite donc principalement des plages de vitesses haute et basse. Lors de la phase de nettoyage, le poids des mat\u00e9riaux saisis varie consid\u00e9rablement. Dans ce cas, un fonctionnement \u00e0 faible charge et \u00e0 haute vitesse permet de raccourcir significativement le cycle de travail.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"principle-of-field-weakening-speed-control\">Principe de la commande de vitesse par affaiblissement du champ<\/h2>\n\n\n\n<p>Comme le montre la figure 1-1, la ligne continue repr\u00e9sente la relation entre la vitesse et la puissance, tandis que la ligne pointill\u00e9e repr\u00e9sente la relation entre la vitesse et le couple de sortie.<\/p>\n\n\n\n<p>Lorsque le moteur acc\u00e9l\u00e8re de l&#39;arr\u00eat \u00e0 sa vitesse nominale n_N, sa puissance de sortie est proportionnelle \u00e0 la vitesse, tandis que son couple de sortie reste constant. Cette plage de r\u00e9gime est appel\u00e9e plage de couple constant.<\/p>\n\n\n\n<p>Lorsque le moteur fonctionne de sa vitesse nominale n_N \u00e0 sa vitesse maximale n_max, sa puissance de sortie reste constante \u00e0 sa valeur nominale, tandis que son couple de sortie est inversement proportionnel \u00e0 la vitesse. Cette plage est appel\u00e9e plage de r\u00e9gime de puissance constante.<\/p>\n\n\n\n<p>Les courbes S1, S3-60%, S3-40% et S3-25% de la figure 1-1 sont li\u00e9es aux performances du moteur et ne sont montr\u00e9es qu&#39;\u00e0 titre d&#39;exemples.<\/p>\n\n\n\n<p>Lorsque la charge atteint sa valeur nominale, le moteur tourne \u00e0 une vitesse inf\u00e9rieure \u00e0 sa vitesse nominale et se maintient dans sa plage de couple constant. Le couple de sortie reste constant, tandis que la puissance de sortie d\u00e9pend de la vitesse du moteur.<\/p>\n\n\n\n<p>Lorsque la charge est inf\u00e9rieure \u00e0 la charge nominale, le moteur peut fonctionner en r\u00e9gime d&#39;affaiblissement de champ et d\u00e9passer sa vitesse nominale. Dans ce r\u00e9gime de puissance constante, la puissance de sortie reste constante et le couple de sortie diminue \u00e0 mesure que la vitesse du moteur augmente.<\/p>\n\n\n\n<p>Lors de la conception, il convient d&#39;examiner attentivement la courbe caract\u00e9ristique de limite de tension et la limite de vitesse m\u00e9canique. En fonctionnement, il est recommand\u00e9 de maintenir une marge raisonnable par rapport \u00e0 ces limites.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"900\" height=\"573\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Motor-Power-Characteristics-and-Output-Torque-Curves.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-16294\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Caract\u00e9ristiques de puissance du moteur et courbes de couple de sortie<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"field-weakening-curve-and-load-weight-detection\">D\u00e9tection de la courbe d&#39;affaiblissement du champ et du poids de la charge<\/h2>\n\n\n\n<p>La courbe d&#39;affaiblissement du champ peut \u00eatre calcul\u00e9e \u00e0 partir des performances m\u00e9caniques et est g\u00e9n\u00e9ralement fournie par le constructeur. Une fois cette courbe disponible, elle peut \u00eatre configur\u00e9e dans le programme de contr\u00f4le avec une certaine marge, par exemple 5%.<\/p>\n\n\n\n<p>Le principe de la r\u00e9gulation de vitesse en fonction de la charge repose sur une d\u00e9tection pr\u00e9cise du poids de la charge. En pratique, la d\u00e9tection de la charge constitue souvent l&#39;un des points les plus difficiles.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"method-1-load-detection-by-weighing-sensor\">M\u00e9thode 1\u00a0: D\u00e9tection de charge par capteur de pesage<\/h3>\n\n\n\n<p>Lors de l&#39;acc\u00e9l\u00e9ration de levage, le programme de l&#39;automate programmable calcule le poids de la charge \u00e0 partir de la sortie analogique du capteur de pesage. Il calcule ensuite la consigne de vitesse du moteur \u00e0 partir du poids de la charge et de la courbe d&#39;affaiblissement du champ magn\u00e9tique, puis transmet cette consigne \u00e0 l&#39;onduleur afin que le moteur fonctionne \u00e0 la vitesse calcul\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n<p>Cependant, les donn\u00e9es des capteurs de pesage peuvent d\u00e9river et la pr\u00e9cision des mesures est difficile \u00e0 garantir. Cela engendre un risque \u00e9lev\u00e9. Si la vitesse d&#39;affaiblissement du champ calcul\u00e9e est inexacte, la vitesse peut \u00eatre excessive, tandis que le couple de sortie du moteur de levage peut s&#39;av\u00e9rer insuffisant. Ceci peut entra\u00eener une perte de contr\u00f4le, telle qu&#39;une survitesse.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"method-2-load-estimation-by-motor-current\">M\u00e9thode 2\u00a0: Estimation de la charge par le courant moteur<\/h3>\n\n\n\n<p>Pour pallier le probl\u00e8me de pr\u00e9cision des capteurs de pesage, une m\u00e9thode courante d&#39;estimation de charge peut \u00eatre impl\u00e9ment\u00e9e dans le programme de l&#39;automate programmable. Le courant du moteur de levage permet de calculer le poids de la charge. En r\u00e9gime permanent, le couple de sortie du moteur est proportionnel au poids de la charge, et le courant moteur est approximativement proportionnel \u00e0 ce couple. Par cons\u00e9quent, le courant moteur peut \u00eatre utilis\u00e9 pour estimer le poids de la charge.<\/p>\n\n\n\n<p>Comme le montre la Fig. 1-2, lors de l&#39;acc\u00e9l\u00e9ration, le couple de sortie du moteur comprend quatre parties, et M_LOAD est proportionnel \u00e0 la charge.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1011\" height=\"500\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Field-Weakening-Speed-Control-\u2013-Motor-Output-Torque-Diagram.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-16295\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Commande de vitesse par affaiblissement du champ \u2013 Diagramme du couple de sortie du moteur<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Le coefficient de proportionnalit\u00e9 K entre le courant moteur A et la charge T doit \u00eatre d\u00e9termin\u00e9 par une mesure r\u00e9elle lors de la mise en service\u00a0:<\/p>\n\n\n\n<p>T = K x A<\/p>\n\n\n\n<p>La m\u00e9thode de mesure est la suivante\u00a0:<\/p>\n\n\n\n<ul>\n<li>Soulever une charge connue T_LOAD jusqu&#39;\u00e0 ce qu&#39;elle soit suspendue au-dessus du sol, puis l&#39;acc\u00e9l\u00e9rer de l&#39;arr\u00eat complet \u00e0 la vitesse de base, ou \u00e0 la vitesse nominale.<\/li>\n\n\n\n<li>Mesurez le courant moteur A. L&#39;\u00e9chantillonnage du courant doit \u00eatre effectu\u00e9 pendant la phase d&#39;acc\u00e9l\u00e9ration, car la vitesse d&#39;affaiblissement du champ magn\u00e9tique doit \u00eatre calcul\u00e9e \u00e0 partir du poids de la charge. Pour une meilleure pr\u00e9cision des donn\u00e9es, il est recommand\u00e9 d&#39;effectuer l&#39;\u00e9chantillonnage en milieu d&#39;acc\u00e9l\u00e9ration. Par exemple, si le temps d&#39;acc\u00e9l\u00e9ration de z\u00e9ro \u00e0 la vitesse de base est de 3 secondes, l&#39;\u00e9chantillonnage peut commencer apr\u00e8s 1,5 seconde de fonctionnement. Effectuez un \u00e9chantillonnage toutes les 100 ms, collectez 5 \u00e9chantillons au total et utilisez la moyenne de ces 5 \u00e9chantillons comme valeur du courant moteur A_M.<\/li>\n\n\n\n<li>Calcul de K : K = T_LOAD \/ A_M<\/li>\n\n\n\n<li>En fonctionnement, mesurer la valeur du courant A selon la m\u00eame m\u00e9thode. Calculer ensuite le poids de la charge par la formule T = K x A et combiner ce r\u00e9sultat avec la courbe d&#39;affaiblissement du champ pour calculer la vitesse d&#39;affaiblissement du champ du moteur.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Points importants :<\/p>\n\n\n\n<ul>\n<li>Par mesure de s\u00e9curit\u00e9, en cas de d\u00e9faillance du pr\u00e9l\u00e8vement d&#39;\u00e9chantillons de courant ou si le r\u00e9sultat de ce pr\u00e9l\u00e8vement est incertain, le moteur ne doit fonctionner qu&#39;\u00e0 sa vitesse nominale.<\/li>\n\n\n\n<li>La vitesse d&#39;affaiblissement du champ calcul\u00e9e lors du levage peut \u00e9galement servir de r\u00e9f\u00e9rence pour la descente.<\/li>\n\n\n\n<li>\u00c0 la fin de chaque cycle de fonctionnement, la vitesse d&#39;affaiblissement du champ doit \u00eatre r\u00e9initialis\u00e9e \u00e0 sa valeur nominale. La vitesse de r\u00e9f\u00e9rence ne doit \u00eatre mise \u00e0 jour qu&#39;apr\u00e8s le recalcul d&#39;une vitesse d&#39;affaiblissement du champ valide.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"siemens-implementation-and-retrofit-notes\">Notes de mise en \u0153uvre et de modernisation Siemens<\/h2>\n\n\n\n<p>Les premiers syst\u00e8mes Siemens utilisaient des cartes technologiques telles que la T300, qui int\u00e9grait la fonction de r\u00e9gulation de vitesse par affaiblissement de champ. Avant utilisation, les utilisateurs n&#39;avaient besoin que d&#39;un d\u00e9veloppement applicatif simple et d&#39;une mise en service sur site rigoureuse. La carte T300 \u00e9tait install\u00e9e \u00e0 c\u00f4t\u00e9 de la carte CUVC dans le bo\u00eetier \u00e9lectronique Masterdrive 6SE70, et une m\u00e9moire EPROM \u00e9tait ins\u00e9r\u00e9e dans la T300 pour y stocker le programme.<\/p>\n\n\n\n<p>Avec le nouveau syst\u00e8me d&#39;entra\u00eenement SINAMICS, Siemens a d\u00e9velopp\u00e9 le logiciel de commande de grue SIMOCRANE sur la plateforme SIMOTION. Ce logiciel int\u00e9grait des fonctions sp\u00e9cifiques aux grues, comme la r\u00e9gulation de vitesse par affaiblissement de champ. Suite \u00e0 l&#39;abandon de SIMOTION, SIMOCRANE a \u00e9t\u00e9 transf\u00e9r\u00e9 sur la plateforme mat\u00e9rielle CU320 et prend toujours en charge la r\u00e9gulation de vitesse par affaiblissement de champ.<\/p>\n\n\n\n<p>Les projets de modernisation requi\u00e8rent une attention particuli\u00e8re. Le T300 \u00e9tant incompatible avec un syst\u00e8me SINAMICS, ses fonctions doivent \u00eatre transf\u00e9r\u00e9es vers un automate programmable (PLC), un CU320 ou une autre plateforme. \u00c0 d\u00e9faut, une grue \u00e9quip\u00e9e d&#39;une fonction d&#39;affaiblissement de champ \u00e9lectrique risque d&#39;\u00eatre transform\u00e9e en une grue \u00e0 deux vitesses seulement\u00a0: vitesse \u00e9lev\u00e9e et vitesse basse.<\/p>\n\n\n\n<p>Une fois le principe de fonctionnement et la m\u00e9thode d&#39;impl\u00e9mentation compris, l&#39;\u00e9quipe projet peut d\u00e9cider de d\u00e9velopper la fonction en interne ou d&#39;acqu\u00e9rir un progiciel existant. Pour les applications d&#39;ing\u00e9nierie, il est important non seulement de savoir ce que fait la fonction, mais aussi de comprendre son fonctionnement.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La r\u00e9gulation de vitesse par affaiblissement du champ magn\u00e9tique est fr\u00e9quemment utilis\u00e9e dans les m\u00e9canismes de levage des grues pour am\u00e9liorer leur rendement. 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