Bonjour,
je souhaiterais calculer le rendement d'un moteur électrique à courant continu à un régime donné. Le moteur en question se trouve sur ce lien: http://www.crouzet.fr/catalogue/mote...2.pdf#zoom=100
Voici mon travail, j'aimerais savoir si mes calculs sont justes ou pas.
Par convention nous appellerons :
o U : la tension appliquée aux bornes du moteur
o I : le courant qui traverse le moteur
o R : la résistance équivalente du moteur
o E : la tension équivalente généré par le moteur (on l’appelle la fcém : force contre électro motrice)
Ici, notre moteur sera alimenter sous sa tension nominale mais le moteur n’est pas accouplé à sa charge, ses caractéristiques serons à vide. Nous appellerons :
U0 la tension d’alimentation (24V)
I0 le courant (I0 = Couple/constante de couple = 0,170/0,0619 ≈ 2,75 A)
N0 la vitesse en tr/min (3660 tr/min)
Nous allons, pour une question d’homogénéité des unités, convertir la vitesse en rd/s (radians par secondes). Pour cela, il faut faire 2*PI radians pour faire 1 tour et il y a 60 secondes dans une minute : donc la vitesse est V0= (N0 x 2 x PI) / 60 ≈ 383,3 rd/s.
Ceci va nous permettre de calculer K, la constante d’excitation. Nous savons que la fcém est proportionnelle à la vitesse : E = K*V. Nous obtenons donc K = E / V0. Il nous faut trouver valeur de E. En observant le schéma, on observe que d’après la loi des mailles : U = E + R*I E = U – R*I E = 24 – 2,03*2,75 ≈ 18,4 V. Donc K = 18,4/383,3 ≈ 48,0*〖10〗^(-3).
Nous en déduisons les pertes à vide (pertes constante), qui sont tout simplement égales à la puissance consommé par le moteur, nous l'appellerons P0 = U0*I0 P0 = 24*2,75 = 66 W.
Le couple électromagnétique transmis au rotor (appelons le Tem) est égal à : Tem = K x I (K : constante d'excitation et I : courant absorbé) et il faut savoir qu'une puissance mécanique est égale au produit d'un couple (en newtons : N) et d'une vitesse (en rd/s) : P = T x V et donc la puissance électromagnétique : Pem = Tem x V. Nous pouvons en déduire le rendement du moteur : il s'agit du rapport entre la puissance utile (puissance mécanique fournie à la charge) et la puissance absorbée (puissance électrique absorbée par le moteur) avec Pabs = U x I.
Pour la puissance utile il s'agit de la puissance électromagnétique transmise au rotor moins les pertes, c’est pourquoi nous allons faire une petite approximation et estimer que les pertes se limitent aux pertes constantes : donc puissance utile Putile = Pem - P0.
On sait donc calculer le rendement pour un régime de fonctionnement donné : on mesure U, I et N (la vitesse) puis on convertie la vitesse en rd/s. On a N = 225 tr/min soit V = 250*2π/60 ≈ 23,6 rad/s, la vitesse voulue ; notre moteur est une excitation à aimants permanents, donc le couple est proportionnel au courant et la vitesse proportionnelle à la tension : U = 24*((225*2π)/60)/((2770*2π)/60) ≈ 1,9 V. Le couple du moteur pour une vitesse de 225 tr/min vaut : C = P/V = 50/((225*2π)/60)≈2,1 Nm donc nous pouvons déterminer l’intensité : I = 2,75*2,1/0,170 ≈ 34,0 A (la méthode utilisée pour ses calculs est le produit en croix).
on calcule Tem = K*I, pour l'exemple Tem = 1,632 N.
on en déduit Pem = Tem*V, pour l'exemple Pem ≈ 38,5152 W
on obtient Putile = P0 - Pem, pour l'exemple Putile = 27,48 W
La puissance absorbée se calcul avec Pabs = U x I, soit ici 67,98 W. Notre moteur a donc (dans ce régime de fonctionnement) un rendement approximatif de r = (Putile / Pabs) *100, ici r ≈ 40,7%.
Cordialement
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Envoyé par Jujulive 