sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant
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sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant



  1. #1
    invitec9236ab5

    sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant


    ------

    Bonjour,

    je me demandais s'il serait possible de faire tourner un moteur électrique selon l'intensité d'un courant.

    Par exemple: si au sein d'un circuit l'intensité est supérieur à 10 A, un moteur électrique tourne dans un sens, si l'intensité est inférieur à 10 A, alors le moteur tourne dans l'autre sens.

    J'explique les raisons de cette question: mon but est de fabriquer un système permettant d'obtenir une intensité constante dans le circuit d'un moteur électrique d'avion radiocommandé.

    Schématiquement, dans un avion RC électrique, le moteur est relié à la batterie via un contrôleur qui régule la tension délivrée au moteur, donc sa vitesse de rotation.
    Lorsque le moteur tourne, un courant est généré d'une part par les frottements internes du moteur et d'autre part par le mouvement de l'hélice dans l'air.
    Il y a deux facteurs influençant le courant généré par l'hélice: la vitesse et l'angle du flux d'air par rapport aux pales.

    En outre on peut considérer (en laissant les question de résistance de côté) que la vitesse de rotation du moteur est proportionnelle à la tension et le couple moteur est proportionnelle à l'intensité ( P = UI = vitesse de rotation * couple ).

    Le but de mon système serait de faire varier l'angle des pales (autrement dit le pas de l'hélice) de sorte que l'intensité du courant reste constante quelque soit la vitesse de rotation de l'hélice. Il serait également souhaitable de pouvoir faire varier cette "intensité constante".

    Un exemple: imaginons que je souhaite avoir un courant de 10 A, mon moteur tourne à 10000 tr/min, générant un courant de 12 A, alors un autre moteur ( a priori plus petit ! ) se met en rotation, entaînant un mécanisme qui diminue le pas de l'hélice donc le couple nécessaire à la rotation de l'hélice, donc l'intensité jusqu'à ce que le courant soit de 10 A. Maintenant je diminue la tension aux bornes du moteur, celui-ci ne tourne plus qu'à 7000 tr/min, le courant chute en dessous des 10 A. Alors mon petit moteur tourne dans l'autre sens, augmentant le pas de l'hélice jusqu'à ce que le courant soit de nouveau égal à 10 A.

    L'intérêt d'un tel système serait une meilleur gestion de la "consommation" du moteur, donc de l'autonomie du modèle. Mais ça permet aussi d'utiliser l'hélice avec le meilleur rendemment possible selon les phases de vol, pour peu que l'on connaisse bien les caractéristiques physique de l'avion et de l'hélice.

    Mais je laisse de côté les considérations purement mécanique, on est sur le forum électronique après tout!


    Mes connaissance en électricité et électronique sont assez limitées.
    J'imagine qu'il y a deux possibilités.
    Soit un circuit unique fait de tel sorte qu'il produit une tension "positive" ou "négative" aux bornes du petit moteur selon l'intensité du courant. Mais je ne vois pas du tout comment faire, ça me paraît même impossible.
    Soit un système autonome, avec sa propre batterie, capable de "lire" l'intensité dans le circuit du moteur, à la manière d'un ampèremetre. Mais là aussi, ça me paraît être un truc des plus obscures.

    Voilà, si vous m'avez compris et que vous avez des idées...

    merci

    guillaume

    PS: je précise que ce n'est pas vraiment un "projet" bien concret, il y a de fortes chances pour qu'un tel système, par son poids, ne soit pas vraiment avantageux par rapport à une bête hélice à pas fixe, mais bon... si c'est théoriquement envisageable, je bosserais volontier dessus juste pour le fun!

    -----

  2. #2
    DAUDET78

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    On suppose donc que tu as une hélice à pas variable. OK
    1/ On compare le courant consommé à une consigne 10A, par exemple
    2/ Si on mesure moins de 10A, on augmente le pas
    3/ Si on mesure plus de 10A, on diminue le pas

    C'est tout simple, Yaka !
    Il faudrait connaitre :
    La tension et le courant du moteur de commande de pas
    La tension disponible pour alimenter le bouzin
    Comment on mesure le courant de 10A. Dans la carte de régulation moteur, il doit bien y avoir un shunt de mesure déjà prévue

    Et ensuite, il y a des heures de montage et d'essais pour paramétrer une régulation qui tient la route (heu, pardon, le vol)

    PS: Ton moulin, c'est à balais ou Brushless ?
    J'aime pas le Grec

  3. #3
    f6bes

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Bjr à toi,
    Faut DEJA que l'hélice SOIT à pas variable.

    Mais il n'est certainement pas nécessaire d'avoir un moteur "auxiliaire" (qui TOURNE) pour COMMANDER le pas de l'hélice.
    En général cela se fait à l'aide de "vérin". Un "servo" devrait donc convenir.
    Reste à commander le servo CORRECTEMENT en fonction des paramétres voulus.
    Là ça s'appele de l'ASSERVISSEMENT.
    Beau projet.............de quoi s'y "amuser" !! Bon courage.
    A+

    Edit:Mr Daudet j'étais là avant vous !

  4. #4
    DAUDET78

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Edit:Mr Daudet j'étais là avant vous !
    Nan Nan Nan Mr F6BES, j'ai été plus rapide au clavier! Faut être beau joueur quand on perd .........

    Par contre, c'est une idée qui nous inspire tous les deux . Par contre, je ne vois pas trop mécaniquement le "pas variable" sur une hélice miniature à 10000 Tr/mn. Il faut aussi voir le gain en autonomie réel par rapport au "poids" de la régulation.
    J'aime pas le Grec

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    f6bes

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Remoi,

    "..ce n'est pas vraiment un "projet" bien concret, il y a de fortes chances pour qu'un tel système, par son poids, ne soit pas vraiment avantageux par rapport à une bête hélice à pas fixe,.."

    C'est un projet pour ..................rester dans les cartons . (il en est bien conscient) .
    A+

  7. #6
    DAUDET78

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Pas évident que ce ne soit pas faisable
    - mesure du courant moteur -> dispo sur la carte de contrôle
    - analyse du courant, quelques ampliOPs et un pont en "H" (ou un µcalculateur quand l'algorithme est débogué/qualifié)
    - moteur de pas ??????? l'inconnue ?????
    J'aime pas le Grec

  8. #7
    Pierrre

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Bonjour

    je verrai bien une mesure du courant par capteur a effet hall (pour etre isole du variateur et filtrer un peu) suivi d'un petit microcontroleur qui genere une ppm pour un servomoteur qui regle le pas
    reste à trouver la loie de variation...

    A+

  9. #8
    f6bes

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Bjr à tous,
    Je dis pas que c'est irréalisable, MAIS faut faire dans le "léger". Je suppose que le coléoptére en question a qq limites en poids "supplémentaires" .
    Bon appétit.

  10. #9
    Zig38

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Bonjour,

    Hormis le probléme de poids, je ne vois pas de frein à la limitation de courant telle qu'indiqué.

    Sur ce sujet, comme d'hab., l'analogique et le numérique se mettent de nouveau en concurrence (question d'époque).

    Quelques ampli Op un petit PI, un pont en H ou un microcontrolleur un petit algo et un pont en H?

    Perso, question de mauvaises habitudes (?) je serais partant pour l'ana.

    Mais ma question principale est de savoir si vraiment cela marcherais.

    "Le but de mon système serait de faire varier l'angle des pales (autrement dit le pas de l'hélice) de sorte que l'intensité du courant reste constante quelque soit la vitesse de rotation de l'hélice.".

    Avant de me risquer à faire un asservissement ayant ce but, je m'assurerais qu'effectivement il est possible de garder un courant CONSTANT et INFERIEUR ou = à 10A EN JOUANT SUR L'ANGLE DES PALES.

    Quelqu'un serait nous dire avec certitude que cela marche, ou est-ce une hypothése de travail?

    Excusez mon ignorance, je ne connais pas l'aeromodélisme.

  11. #10
    DAUDET78

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Citation Envoyé par Zig38 Voir le message
    Quelqu'un serait nous dire avec certitude que cela marche, ou est-ce une hypothése de travail?
    Je pense que l'idée de base n'est pas idiote et qu'il faudrait la vérifier par une manip.
    Analogique ou µcalculateur ? Ce n'est pas une lutte. C'est un choix. Pour valider le principe et les paramètres, la solution analogique est plus facile. On met des potentiomètres et on teste. Si c'est concluant, on fait le même truc avec un µcalculateur pour une question de poids et de place (et de stabilités des réglages)
    J'aime pas le Grec

  12. #11
    Zig38

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Je pense que l'idée de base n'est pas idiote et qu'il faudrait la vérifier par une manip.
    On est bien d'accord, il suffirait juste de faire varier manuellement l'angle des pales de verifier que le courant diminue de façon significative et reste inférieur à 10A

    A+

  13. #12
    invitec9236ab5

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Bonjour et merci pour votre enthousiasme!

    Je dois peut-être faire quelques précisions sur le moteur et l'hélice.

    Le moteur que j'utilise généralement est un "speed 480", à balais,
    d'un poids de 100g, son Kv (nombre de tr/min par volt) est de l'ordre des 2450 (d'après le constructeur) ou 2700 (d'après des tests au banc d'essai).
    Sa résistance interne est de l'ordre des 0,2 ohms.
    Au niveau des frottements internes: à vide, sans hélice, sa consommation minimale de départ est de 1A, elle augmente pour atteindre les 2A à 20000 tr/min.

    La batterie est une Lipo 3 éléments, soit une tension d'environ 11 à 12 V maxi.

    Avec ça je fais voler un avion de 600g.

    J'utilise une hélice 6x4, c'est-à-dire d'un diamètre de 6 pouces (15,24 cm) et d'un pas de 4 pouces (10,16 cm, ici on comprend le pas comme pour le pas d'une vis: l'hélice "avance" de 10 cm par tour).
    Le système que j'envisage aurait un pas allant de 2,5 à 5 pouces.


    L'ampèrage du circuit moteur varie selon les phases de vol de 0 à plus de 15A.

    L'angle des pales fera bien varier l'ampèrage car plus l'angle (donc le pas) sera grand, plus il faudra de couple moteur pour maintenir la vitesse de rotation, or le couple est directement proportionnel à l'ampèrage.

    L'intérêt d'un tel système reste valable au niveau des performances du modèle tant qu'il ne pèse pas plus de 50g.

    Je ne connais strictement rien en électronique (désolé!). Disons que sur le papier un tel système est tout à fait envisageable, mais pour la mécanique il faut vraiment un travail long et précis, donc je ne me suis jamais lancé dedans vu que je n'avais pas la moindre idée de la façon de le controler (au niveau électronique).

    Je reprécise qu'il ne correspond pas un ampèrage donné à un calage donné, l'ampèrage dépend de la vitesse de rotation de l'hélice, de son calage ET de la vitesse de l'avion.


    On peut imaginer un servo oscillant entre deux positions de buté, plein petit et plein grand pas. Mais il n'est pas question de déduire de l'intensité du courant une position du servo: "si j'ai 9 A, alors la position du servo doit être de tant ou tant".
    Mais bien "si j'ai 9 A et que j'en veux 10, c'est que la position du bras du servo est trop en avant ou trop en arrière, etc..."

    Oulà là, il est des moments ou on se dit qu'un dessin vaut bien des longs discours !!

    PS: j'ai déjà testé des hélices sur banc d'essai en statique et je suis en train de fabriquer une soufflerie pour les tester en condition.

  14. #13
    DAUDET78

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Si tu veux de l'aide (sur le plan électronique), il faut que tu cogites la parti mécanique et que tu détermines le moteur de "pas". Un simple moteur à courant continu avec une bonne démultiplication (genre vis sans fin) me semble bon. Ceci permet de faire varier le pas lentement (je pense qu'il n'y a pas le feu), une faible consommation et d'avoir un blocage du pas si le moteur n'est plus alimenté.

    Autre point, la mesure du courant. Tu as le schéma de la commande de puissance du moteur de propulsion ?
    J'aime pas le Grec

  15. #14
    invitec9236ab5

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Alors, pour le schéma de la commande de propulsion:



    très schématique!!

    Le controleur permet de faire varier la tension aux bornes du moteur, il coupe tout si la tension de la batterie tombe sous les 9 V, c'est une protection.

    Vu détaillée du variateur:





    Les gros fils rouge et noir sont reliés à la batterie, le bleu et le blanc au moteur. Les 3 petits fils sont reliés au récepteur.
    Je ne vois rien qui s'apparente à une prise de mesure du courant, les shunts que l'on peut voir sont pour le réglage de la coupure de sécurité.

    Pour la partie mécanique, j'imaginais bien quelque chose genre vis sans fin. C'est théoriquement faisable d'avoir un bras qui vient changer le pas.
    Mais bon, je ne me suis pas lancé dans la pratique car tout le système nécessite un travail laborieux. Je devrais même fabriquer des gabarits pour obtenir deux pales identiques, montées sur un axe, etc. A 12000 tr/min, pas question d'avoir de déséquilibre trop marqué!
    Je ne voulais pas me lancer la-dedans pour au final me rendre compte que la partie électronique est impossible.

  16. #15
    DAUDET78

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Citation Envoyé par grouby Voir le message
    Je ne voulais pas me lancer la-dedans pour au final me rendre compte que la partie électronique est impossible.
    Confidence pour confidence .... Mon sentiment est exactement le contraire !
    pour au final me rendre compte que la partie mécanique est impossible.
    J'aime pas le Grec

  17. #16
    jiherve

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Bonsoir
    Il me semble qu'il existe des solutions d'hélice à pas variable en modélisme naval, cela demande un arbre principal creux et un système de poussoir agissant sur des cames dans le cône d'hélice.
    Cela est il transposable sur un avion ?
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  18. #17
    Ouk A Passi

    Re : sens de rotation d'un moteur en fonction de l'intensité du courant

    Bonjour,

    Il me semble qu'il existe des solutions d'hélice à pas variable en modélisme naval
    Tout à fait exact! Il en est de même pour les modèles réduits ... d'avion de faible puissance ou d'hélicoptère (pas collectif)

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