Dimensionnement de moteurs (hydraulique et électrique asynchrone triphasé)

[invitee724cc92]

Bonjour à tous,

Dans une partie du projet que je dois réaliser dans le cadre de mon cours de mécanique, je dois dimensionner un moteur d'écluse.

Après calculs, j'arrive à une puissance de 130 kW, je pensais donc utiliser un moteur de 160 kW tournant à 1000 tours/min (la vitesse en fonctionnement étant de 986 tours/min)

Seulement mon problème se situe plus au niveau de l'alimentation. Dois-je utiliser un moteur fonctionnant en haute tension? La ligne arrivant à l'écluse est de 10 000V et transformée en 6600 V, mais je n'ai trouvé aucun moteur correspondant :/. Les seuls moteurs correspondant à mes données fonctionnent en 230/400 V mais je ne sais vraiment pas si c'est correct d'utiliser ce type de moteur.

Tant que j'y suis, je pourrais aussi dimensionner le moteur et la pompe hydraulique situés en aval du moteur électrique. Le système fonctionne comme ceci : le moteur électrique entraîne la pompe hydraulique et cette dernière entraîne le moteur hydraulique.

N'ayant aucune connaissance en hydraulique je me posais quelques questions.

La puissance du moteur hydraulique doit-elle être la même que pour le moteur électrique? Le couple d'un moteur hydraulique est plus important qu'un électrique à même puissance non? La pression maximale dans le système est de 195 bar mais je n'ai aucune idée du débit, il n'est indiqué dans aucun des plans que j'ai reçu.

Merci d'avance

Bonne soirée.
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[hydrochristian]

Bonjour

La puissance du moteur hydraulique doit-elle être la même que pour le moteur électrique?

Tout dépend des rendements.

Pour dimensionner une installation on part en principe du travail à effectuer.
Exemple :
Puissance sur l’arbre du moteur hydraulique 100Kw.
Rendement global moteur 0.9, pompe 0.9
Rendement transmission 0.9² = 0.81
Puissance moteur électrique 100/.81= 123.5Kw.

Dans cet exemple n’intervient pas les pertes de charge du circuit (tuyaux composants).

Pour être plus précis il faut connaitre le schéma hydraulique.

La pression maximale dans le système est de 195 bar mais je n'ai aucune idée du débit, il n'est indiqué dans aucun des plans que j'ai reçu.

Dans les plans que tu as reçu y a-t-il la nomenclature avec la réference des composants ?

[invitee724cc92]

Bonjour,

Voici quelques un des plans que j'ai en ma possession.
J'ai aussi retrouvé un débit mais je sais pas si il est possible. La pompe tournerait à 1600 tours/min en régime maximal avec un débit de 1l/tr. Cependant je sais pas si ces données peuvent être celles d'une pompe fonctionnant à des pressions de 195 bar. J'ai aussi trouvé dans les plans, après avoir posté mon message que le moteur était "de type 750" il n'y a aucune autre indication...même pas les unités de ce 750.

Je pense qu'il est également utile de vous donner mon couple moteur nécessaire pour lever ma porte. Il est d'environ 222000 Nm à vitesse constante en sortie de deux réducteurs (un à train épicycloidal et l'autre simplement à engrenages) les rapports de réductions sont respectivement de 41.3 et de 6.1.


Je ne connais malheureusement pas le rendement de la transmission mais je pense faire une hypothèse et le prendre égal à 0.85 pour chaque réducteur (bonne hypothèse?)

Concernant le couple moteur, la porte fait 70 tonnes donc je pense que le couple ne doit pas être très loin de la vérité.

PS: Désolé pour la taille et la qualité des images

[URLxxxxxxxxxxx
[urlxxxxxxxxxxxxx
Les images sur serveur extérieur ne sont pas autorisées
http://forums.futura-sciences.com/technologies/224028-insertion-pieces-jointes.html

[Zozo_MP]

Bonsoir lefty10


Pour les images deux points

1°) si c'est de l'art abstrait ca peut se comprendre par contre si ce sont des schémas ils sont totalement illisibles

2°) Vous enfreignez par deux fois la charte et les modérateurs n'apprécient pas ça du tout en principe.

La charte est formelle il est interdit de mettre des images sur un serveur externe.
Merci de bien vouloir vous conformer à la charte du forum en utilisant la procédure d'insertion des pièces jointes. Insertion des pièces jointes

Vous ne devez pas non plus poster des documents sous copyright ce qui est manifestement le cas du celui en .PNG

Bon! je ferais un autre post sur l'alimentation des moteurs en haute tension. Si notre très vénérable Papykiwi lit ça il va fondre un câble UHT.

Idem pour la force nécessaire pour bouger la porte de l'écluse pour laquelle certaines forces ne semblent pas prise en compte.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[hydrochristian]

Bonjour Lefty10

En ce qui concerne les pièces jointes Zozo_Mp (que je salue au passage) t’a répondu.
Pour la pompe hydraulique de 1000 cm 3/tr ce n’est pas très courant tu trouveras des fiches techniques à ce lien.
http://www.boschrexroth.com/Rexroth-...cfm?Language=2

[Zozo_MP]

Bonjour

Est-ce que votre écluse est dans de l'eau douce ou en mer.

Dans le second cas il faut tenir compte de l'effet de houle sur la porte coté mer.

Noubliez pas que dans le cas de l'écluse le poids est moyennement important par contre le fait que l'éclusier ouvre avant que le bassin d'écluse soit au niveau du bas cela nécessite un effort plus important.
Si c'est sous dimensionné ce n'est pas grave mais il ne pourra pas manoeuvrer à sa guise.

L'ouverture prématuré est souvent utilisé pour créé un effet de chasse pour les écluses de mer.

Cordialement

[invitee724cc92]

Bonsoir,

Tout d'abord je tenais à m'excuser pour les règles que j'ai enfreint, j'avoue ne pas avoir fais attention que je ne pouvais pas poster des images venant d'un autre site et concernant le copyright, ces documents datant des années 60, je pensais qu'il n'y avait pas trop de soucis.

Bref, pour en revenir à mon sujet, l'écluse se trouve sur un canal donc en haut douce et les portes sont de type guillotine et l'ouverture des portes se fait bien entendu lorsque les niveaux d'eau sont équilibrés.

Merci pour vos réponses.

Cordialement.

[Zozo_MP]

Bonsoir

Pouvez vous préciser dans quel sens fonctionne la guillotine de gauche à droite
ou de bas en haut ou de haut en bas. Les différents types existent notamment à cause du tirant d'air. Cela à de l'importance pour le nombre de Newton notamment.

Pouvez-vous faire un petit schéma et préciser où se trouve le ou les vérins.

Confirmez également que la porte s'ouvre et se ferme exclusivement avec des vérins hydrauliques.
car vous dites

Je pense qu'il est également utile de vous donner mon couple moteur nécessaire pour lever ma porte. Il est d'environ 222000 Nm à vitesse constante en sortie de deux réducteurs (un à train épicycloidal et l'autre simplement à engrenages) les rapports de réductions sont respectivement de 41.3 et de 6.1.

Donc d'une seul coup le doute me prend ! si si !!!

Surtout que vous dites aussi

Je ne connais malheureusement pas le rendement de la transmission mais je pense faire une hypothèse et le prendre égal à 0.85 pour chaque réducteur (bonne hypothèse?)

Concernant le couple moteur, la porte fait 70 tonnes donc je pense que le couple ne doit pas être très loin de la vérité.

Bref je suis paumé dans les pommes.

Un schéma récapitulatif et un petit tableau comme l'a proposé hydrochristian ( ) s'impose car je ne suis pas certain que toutes les unités soient homogènes.

Par exemple bien que je sois un octuple nul en math j'avais cru comprendre que 70 tonnes cela faisait dans les 700 000 N d'où l'importance de savoir dans quel sens se fait la guillotine dans ma question du début.

Cordialement

[invitee724cc92]

Voila un schéma de la porte.

La guillotine se fait de bas en haut pour lever la porte.

Légende:
1: Poulies
2: Tambour (les câbles provenant de la gauche et de la droite s'enroulent autour du même tambour)
3: la porte
6: fixations des câbles

(les autres numéros n'ont pas d'importance pour le dimensionnement)

J'avais tout d'abord calculé les tensions dans les câbles et remonté tout le système jusqu'à parvenir au tambour, trouvant ainsi le couple moteur nécessaire.

Je vous donne une partie de la réponse de l'ingénieur en charge de cette écluse:

Il y a un moteur électrique qui entraîne une pompe hydraulique qui fait tourner un moteur. En parallèle à ce « moteur » il y a un petit moteur électrique qui attaque un réducteur de vitesses. Le dernier étage entraîne le tambour. Cet étage est aussi entraîné par le moteur hydraulique via un différentiel. Cette complication permet un fonctionnement normal via le moteur hydraulique et un fonctionnement secours avec le moteur électrique mais avec un temps de manœuvre double.

Je ne m'occupe pas de la partie "fonctionnement de secours" et lui ne parle que d'un seul réducteur mais croyez-moi, il y en a bien deux
comme dis dans un autre message.

Je ne vois pas non plus quelles unités ne sont pas homogènes...

Pour les vérins, j'avais vu sur un document qu'il y avait deux vérins de 18,5 kW mais je ne vois pas trop où ils sont placés ni si je dois absolument en tenir compte dans mon dimensionnement, le but étant "simplement" de donner le choix de moteur le plus approprié et pas d'en faire une étude exhaustive. Je vous l'ai dis je ne connais vraiment rien en hydraulique (je ne suis qu'en 2ème année d'étude).

Voilà, j'espère avoir été plus clair cette fois-ci.

Merci.

[Zozo_MP]

Bonjour

Oui mainteant c'est clair
Ce n'est pas pour vous ennuyer que l'on pose ces questions mais pour être sûr que quelque expert du forum puisse vous répondre correctement.

Cordialement

[hydrochristian]

Bonjour

Je m’excuse j’habite au bord de la méditerranée qui n’a pas vraiment de marée, je n’ai vu des écluse que dans les films.

Sur ton croquis on voit deux poulies fixées sur la porte où s’enroulent deux câbles dont une extrémité est fixée certainement à un point fixe, et l’autre extrémité s’enroule autour de la bobine d’un treuil.

Pour moi une porte d’écluse pivote autour d’un axe.
La trajectoire de la porte est-elle purement verticale ?

As-tu la cylindrée du moteur hydraulique, la pression de fonctionnement, le type de circuit utilisé, la charge créée par la porte (70t) est-elle constante,
le moteur électrique de secours sert-il pendant le cycle normal de fonctionnement, tu parles de deux vérins de 18.5Kw ? à quoi servent-ils.

[invitee724cc92]

Bonjour,

Le mouvement est bien purement vertical.
Pour la cylindrée du moteur hydraulique malheureusement non je ne l'ai pas, la seule chose indiquée est que le moteur est de "type BZ 750" mais je n'ai rien trouvé la dessus.

Après quelques calculs supplémentaires effectués aujourd'hui, il s'avère que le couple donné dans les autres messages est celui en sortie des réducteurs (qui ont pour effet d'augmenter le couple). J'ai trouvé comme valeur d'entrée (donc au niveau des moteurs) environ 1400 Nm (ce qui me semble plus raisonnable pour un moteur).

La pression de fonctionnement est aux alentours de 200bar et la charge créée par la porte est considérée comme constante.

Le moteur électrique de secours ne fonctionne pas pendant le cycle normal, celui est bloqué grâce au train épicycloïdal présent dans un des réducteurs.

Enfin, je ne sais pas à quoi servent les deux vérins (pour être honnête l'ingénieur en charge de l'écluse n'est pas la personne la plus sympathique qu'il m'ait été donné de rencontrer et il y avait certaines questions auxquelles il n'avait pas trop envie de répondre).

Zozo_MP: il n'y a aucun soucis, je suis tout à fait conscient que je n'ai pas été très clair dans mes premières explications.

[hydrochristian]

bonjour

Quel est le diamètre de la bobine du treuil?

[invitee724cc92]

Toutes les poulies ainsi que le tambour ont un diamètre de 1.25m. La masse approximative du tambour est de 1 tonne.

[hydrochristian]

Bonjour

Voilà la formule qui permet de calculer le couple d’un moteur hydraulique.

C(m/daN)=(Cylcm3/tr ×∆Pbar×μméca)/(2×π×10^2 (628))

Cyl=cylindrée du moteur en cm3/tr.
ΔP= différence de pression aux bornes du moteur en bar.
µméca= rendement mécanique du moteur (varie selon le type).

Tu as calculé le couple résistant engendré par la charge.
Soit environ si j’ai bien compris.

C=(M×g)/2×(∅t)/2 soit C=(72000×9.81)/2×1.25/2=220725m/daN

il s'avère que le couple donné dans les autres messages est celui en sortie des réducteurs (qui ont pour effet d'augmenter le couple). J'ai trouvé comme valeur d'entrée (donc au niveau des moteurs) environ 1400 Nm (ce qui me semble plus raisonnable pour un moteur).

Comment ce fait la réduction ?

A tu des photos de l’installation, ainsi que des composants hydraulique, ou le schéma hydraulique ou la nomenclature des composants ?