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Dimensionnement interne d'un moteur DC



  1. #1
    SimonAndYou

    Dimensionnement interne d'un moteur DC


    ------

    Bonjour,

    Je souhaite dimensionner (seulement par calculs et simulations, rien de physique) un moteur DC du début à la fin. J'ai une valeur de puissance à respecter, mais j'ai surtout une valeur de vitesse (faible) que je souhaiterais atteindre sous une alimentation donnée (sous 13.5 V et 5 A max, tourner à 800 min-1 pour un couple de 0.16 N.m approximativement).

    Un des problèmes est que je souhaite utiliser la technologie "printed coils", c'est-à-dire des feuilles de cuivres perforées stratifiées, séparées par des isolants. Plus de détails sur cette technologie à cette adresse : http://www.phys.unsw.edu.au/hsc/hsc/...c_motors5.html (en anglais, je n'ai rien en français).

    Je suppose que je dois "jouer" avec la résistance et l'inductance, ainsi que la constante de couple, l'inertie, etc. Le problème est que je ne sais pas comment partir.
    Si vous avez des idées de départ, je suis preneur.
    Merci,

    Simon

    -----

  2. #2
    SimonAndYou

    Re : Dimensionnement interne d'un moteur DC

    Bon pour vous aider à m'aider, je vous donne le début de la démarche à laquelle j'ai commencé à penser :

    Point de fonctionnement souhaité :
    13.5 V
    5 A
    800 min-1 = 83.78 rad/s
    0.16 N.m

    Calculs :
    C = KT.I donc KT = C / I = 0.032 N.m/A
    KE = KT = 0.032 V/rad/s

    E = KE . Ω donc E = 0.032 x 83.78 = 2.7 V (f.e.m.)

    En transitoire V = R.i(t) + L. d.i(t)/dt + E, donc en régime permanent : V = R.I + E soit R = (V-E)/I, donc R = 2.16 Ω

    Pour l'instant c'est assez simple (j'espère que c'est bon), mais je bloque pour déterminer l'inductance L…

  3. #3
    SimonAndYou

    Re : Dimensionnement interne d'un moteur DC

    Vraiment, zéro idée ?

  4. #4
    SimonAndYou

    Re : Dimensionnement interne d'un moteur DC

    Bon j'ai trouvé comment faire un pré-dimensionnement grossier, je vous la fait courte, si vous voulez des détails demandez-moi : Ma première démarche, bien que correcte mathématiquement parlant, n'était pas la bonne méthode, car il y a un choix de courant assez important, et on tombe sur un moteur dont le point de fonctionnement est en fin de courbes, c'est-à-dire qui chauffe énormément et risque de s'abimer très vite.
    Au lieu de ça, on considère des courbes (de puissance, vitesse, et courant, en fonction du couple) dont on ne connait pas les caractéristiques. On sait que l'on veut par exemple 10 V d'alimentation, et on sait que notre point de fonctionnement doit être de 5000 min-1 pour 0.05 N.m. Et surtout, on considère que les 0.05 N.m nominaux correspondent à 1/3 du couple bloqué, pour ne pas faire chauffer le moteur. On peut placer ces point sur les courbes inconnues pour s'aider visuellement.
    Grâce à ces infos on trouve, dans l'ordre et grâce à quelques formules :
    Le couple bloqué
    La vitesse à charge vide
    Les constantes moteur (couple et FEM) KT et KE
    Le courant nominal
    La FEM nominale
    La résistance interne

    A noter que l'inductance n'est pas vraiment déterminable comme ça, ni l'inertie du rotor, bien qu'ils puissent être supposés. De même pour la valeur du courant à vide : difficile sans le moteur.

    Mais j'ai encore une question (si pas de réponse, je poste un autre sujet sur le forum, car je m'éloigne un peu du sujet) : Les pertes ferromagnétiques et mécaniques sont elles calculables avec ces caractéristiques ? Je penserais que non, mais j'ai besoin d'une confirmation.

    Pareil, s'il y a des erreurs svp corrigez-moi…
    Merci

    Simon

  5. A voir en vidéo sur Futura

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