Augmenter couple en gardant une certaine vitesse

[Mecaaa]

Bonjour à tous,
Dans un système poulie courroie, je dispose de:
Une poulie motrice de 1,4cm de diamètre
Une poulie réceptrice de 8,3cm de diamètre, faisant tourner une roue de 6,85cm de rayon
J'ai un moteur de 100W alimenté en 24V, avec une résistance de 1,5 Ohm
Le poids du système est d'environ 120Kg
Je souhaite avoir une vitesse de 6,94m/s atteignable en 5s
D'après mes calculs la somme des forces résistantes est environ égale à 117N et impliquerait un couple à la roue de 8N.m
--> Mon problème: Je suis un peu perdu depuis un moment, je cherche à avoir un couple suffisant au démarrage tout en pouvant atteindre 6,94 m/s, pouvez-vous m'apporter de l'aide svp ?
Merci d'avance!
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
L’énergie de votre engin à 6,94 m/s est de 2890 J.
Avec 100 W il vous faut 29 s pour les atteindre... en négligeant les pertes.
Au revoir.

[Mecaaa]

Bonjour et merci!
Je suis sensé modifier mon rapport de transmission/rendement, à votre avis de quelle façon peut il être optimal ?
J'ai aussi 2 valeurs disponibles, les frottements visqueux du rotor et l'inertie liée à ce dernier mais je ne vois pas comment les utiliser ?
Merci beaucoup!

[LPFR]

Re.
Pour atteindre les 25 km/h en 5 s, il vous faut un moteur de 600 W (sans tenir compte de frottements ni rendements).
Ce n’est pas la peine d’affiner les calculs si vous ne modifiez pas votre cahier de charges.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Mecaaa]

Encore merci bcp, qu'entendez-vous par modifier mon cahier des charges ?
Pourriez-vous m'indiquer la marche à suivre selon vous pour atteindre mon objectif ?
Merci d'avance..

[LPFR]

Re.
Soit vous mettez un moteur beaucoup plus puissant (800 W ou plus), soit vous renoncez à atteindre les 25 km/h en 5 s.
A+

[Mecaaa]

Par rapport au couple nécessaire à développer, pouvez vous me donner qq informations supplémentaires ?
Je dois rester aux 25km/h
Merci beaucoup!

[Mecaaa]

J'ai vraiment besoin d'aide, si vous pouviez me donner une démarche à suivre claire et précise je vous en serai très reconnaissant..

[phys4]

Bonjour,
Votre calcul du couple est inexact, il vous faut au moins 11,4 N.m
et une puissance de 1200 W si vous travaillez à couple constant.

La puissance réduite à 800 W suggérée précédemment suppose un couple encore plus grand à basse vitesse et qui s'adapte pour exploiter au mieux la puissance.

[Mecaaa]

Merci de votre réponse! Comment arrivez vous à 11,4 ? Ce système sert à propulser une petite Trot et quand je regarde les références de Trot existantes, la puissance du moteur n excède jamais 500W comment est ce possible? En vous remerciant par avance

[phys4]

Vous indiquez 120kg avec 6,94 m/s en 5 s.
Ce qui fait une force constante de 166,6 N.

Je pense que vous avez pris une masse max, qui n'est pas la masse usuelle pour permettre ce démarrage.
Il est surement irréaliste de vouloir simultanément 120kg et un démarrage en 5 sec.
Je rejoins donc le changement de cahier des charges.

[Mecaaa]

Exactement je procède avec la masse max sinon la masse usuelle tournerait autour de 85kg, quelle démarche me conseillez vous? Il y a toujours ses valeurs d inertie et de frottements visqueux du rotor dont je ne sais pas trop quoi faire..
Merci de votre aide

[phys4]

En effet avec 85kg vous descendez à un couple moyen de 8 N.m, et 500W si l'accélération n'est pas constante, donc plus forte au départ.

A accélération constante il vous faudrait encore 800 W

[Mecaaa]

D'accord super merci, pouvez-vous m'aider en détaillant un peu plus s il vous plait ou en me donnant un protocole à suivre ? Est-ce que le couple ne peut être augmenté que par l'augmentation du courant ? Mes valeurs constantes électrique et mécaniques sont égales.
Merci à vous

[Mecaaa]

Pouvez vous m'indiquer les formules que je dois utiliser pour atteindre mon but?

[jacknicklaus]

Avec l'hypothèse d' accélération constante la formule que vous cherchez est où P est la puissance en W, m la masse en Kg (120), V la vitesse en m/s (6.94), T le temps en s (5). D'où P = 1200W (environ) avec ces valeurs numériques.

[Mecaaa]

Okay merci et qu'elle est la formule pour une accélération non constante svp ?

[Mecaaa]

Est-ce qu'en rajoutant 1cm de diamètre à la poulie réceptrice on obtient un changement suffisant ?
On aura r=(15/94)*8=1.28 N.m
Or C=Ke*I donc I=1.28/0.065= 19,6 A
Donc est-ce qu'en prenant un moteur 100W 24V 20A, mon système correspondra à mes attentes ?
Ou avec P=UI on trouve que 24*20 donne environ 500W donc un moteur 500W 24V 20 A?

[phys4]

Avec un moteur série, il y a adaptation automatique à la charge, sinon l'asservissement à la charge est difficile en un temps aussi court.

[Mecaaa]

Merci! Je n'ai pas bien compris votre dernier message phys4, c'est un moteur CC. Pourriez vous svp me donner les étapes à suivre afin de modifier ma transmission pour avoir une vitesse de 6,94m/s et un couple suffisant pour une bonne accélération/utilisation en côte ?
Je vous remercie tous par avance de l'aide apportée

[phys4]

Il faudrait connaitre les spécifications du moteur que vous voulez utiliser, car il faut une bonne marge de puissance moteur pour assurer un couple de démarrage suffisant et la vitesse voulue.
Par exemple, ce moteur ne pourrait assurer le couple et la vitesse, il faudrait choisir la performance :
- accélérer rapidement à une vitesse plus petite avec un rapport 4 ou atteindre plus doucement la vitesse recherchée avec un rapport 2.

[Mecaaa]

D'accord, comment connaître la puissance nominale d'un moteur et par exemple les 2700tr/min du moteur que vous avez proposé ? Le moteur doit juste être alimenté sous 24V et ajouté à une modif de la transmission permettre des démarrages en côté et une bonne vitesse atteinte plutôt rapidement.
Ai-je répondu à votre question ?

[Mecaaa]

Est ce qu'en partant de ces données: Couple moteur à la roue, vitesse de rotation de la roue et accélération voulue.
Peut on dimensionner un moteur ainsi que poulie courroie ? Si oui avec quelles formules svp ? Merci d avance !

[Mecaaa]

Up svp besoin d'aide

[phys4]

Difficile de fournir de l'aide avec un projet aussi peu développé.
Nous connaissons la masse type : 85 kg
La vitesse souhaitée 25 km/h
Pour l'accélération, il faut surement être moins ambitieux et se fixer une pente max à franchir, car l'idée initiale de 1,4 m/s2 est peu compatible avec la puissance possible.
Pour choisir ce critère, il faut se dire que 1,4 correspond à une pente de de 8° ou 15%
Si l'on se donne une pente de 6% cela ferait 0,6 m/s2 seulement
A partir de là nous obtenons 85*0,6 = 50 N
et un couple de 50*0,0685 = 3,4
Le rapport entre les poulies sera le rapport des couples, et vous obtiendrez la vitesse max possible à partir de la vitesse max moteur en divisant par le rapport.

Je prends comme exemple, un moteur de 650 W, couple 1,93 N.m et 3200t/min
Il faut un rapport de réduction de 3,4/1,93 = 1,76 donc une poulie moteur de 4,7 cm avec la poulie roue actuelle.
La vitesse max sera de 3200*2*\pi*0.0685/(1,76*60) = 13 m/s
comme 7 m/s suffisent, il sera possible de prendre un rapport plus grand = 3.26 soit une poulie moteur de 2,55
et le couple disponible devient 4,92 N.m
permettra de monter une pente de 5° soit 8%
J'espère qu'avec cet exemple, vous pourrez essayer diverses versions de moteur.

[Mecaaa]

Merci beaucoup pour cet exemple c'est très clair!
Si vous pouviez juste me préciser comment trouver les vitesses et couples, ici de 3200tr/min et 1.94 N.m, avec des formules (si elles existent)?
Ce sont les valeurs nominales car leur produit égale 650? J'aimerai pouvoir trouver ces valeurs par le calcul..
Merci pour les explications!

[phys4]

Ce sont des valeurs que vous ne pouvez pas trouver : il faut prendre les caractéristiques du moteur. Elles doivent être cohérentes évidemment.
Ici j'ai pris le MY1122ZXF comme exemple.

N'utilisez pas un moteur dont les caractéristiques ne sont pas spécifiées.

[Mecaaa]

Merci beaucoup pour votre aide, ça m'a permit de répondre à mon problème! Bonne continuation à vous!

[Dynamix]

Salut

Je souhaite avoir une vitesse de 6,94m/s
D'après mes calculs la somme des forces résistantes est environ égale à 117N

117 N * 7 m/s = 820 W
C' est puissant pour une trottinette .
Généralement ça tourne autour de 250 W

et une puissance de 1200 W si vous travaillez à couple constant.

Hypothèse peu réaliste qui gonfle la puissance .