choix Motorisation électrique et batterie

[invite8d2ccb43]

Bonjour à tous,

Je cherche à dimensionner un moteur électrique en partant de peu de donné. J'ai besoin que la puissance soit élevée (50kW) avec des vitesses autour de 400 tr/min et un fort couple.

J'ai du mal à trouver des infos pour réussir à faire un moteur électrique en partant de peu de donné. Mais j'ai souvent besoin de la tension et du courant.

Je cherche donc un ordre de grandeur de ma batterie et souvent les liens que je trouve expliquent comment trouver ses caractéristiques en fonction du moteur choisi.. je tourne donc un peu en rond !

Je ne sais pas bien quelle tension, ni l'ordre de grandeur. J'ai lu que plus la tension est élevé et plus il y a de puissance. Pour les Ah, plus ils sont élevé plus la batterie a de l'autonomie.

Donc imaginons que je veux une puissance de 50kW avec une autonomie de 5h, comment je choisis ma tension, mon Ah et les Wh (si vous avez des formules pour que je puisse après réadapté en fonction des résultats que je trouve.
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[inviteede7e2b6]

50 kW (60 chevaux) alimenté 5heures par un accu ??

c'est une aberration !

[invite1d577638]

Il faut premièrement quantifier mécaniquement la puissance nécessaire (pour faire tourner / translater l'objet), en tenant compte des transmissions et des rendements associés. Tu en déduis ensuite la puissance max que doit fournir le moteur. Ensuite, si tu as besoin de variation de vitesse / précision et autre, tu vas pouvoir sélectionner une technologie de moteur, et là tu vas commencer à parler de tension et de courant....

50kW, ça commence à faire beaucoup !

[inviteede7e2b6]

50kW pendant cinq heures , ça fait 250 kW.h

avec un accu au plomb , c'est 2 ou trois tonnes

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gérard]

http://www.nauticexpo.fr/prod/aquamo...02-243602.html

350VDC
72A

[invite8d2ccb43]

Pour l'instant c'est que de la théorie qui serait modifiable en fonction de ce qu'on peut réaliser ou non.

Pour l'accu je n'ai pas encore fixé le type mais ca serait plus sur du lithium (Lipo par exemple).

Pour le moteur, je m'oriente vers un moteur synchrone dans un premier temps. Ca serait pour un projet qui ressemblerait de loin au fonctionnement d'un hélicopter.

[inviteede7e2b6]

nous n'aimons pas trop réfléchir sur des projets fumeux.....

donc pose un cahier des charges

[invite8d2ccb43]

Le projet part de pas grand chose donc je vais donner ce que j'ai :

Partons d'un hélicopter de masse de 450 kg. Je cherche à dimensionner son moteur électrique.
Après calcul, la puissance dont j'ai besoin est de 106 kW, je pense donc mettre 2 ou 3 moteurs électriques qui tourne autour de 50kW.
La vitesse de rotation du rotor est de 400 tr/min.

Je pars du choix d'un moteur synchrone triphasé. Pour l'instant je néglige les pertes donc j'estime un rendement de 1.
Les problèmes qui se posent sont les suivants :

- premierement, le nombre de pôles du moteur. J'avais fixé la tension à 50kHz pour trouver le nombre de pôles mais je me dis qu'il faudrait peut être essayer d'en déduire la fréquence dont j'ai besoin. Donc trouver un autre moyen de determiner le nombre de pôle. (Pour f=50Hz, j'avais donc choisis 8 pôles pour avoir 750tr/min)

- Je ne sais pas comment calculer le nombre de spires, et dimensionner les bobines. Les formules que je trouve présente toujours des termes que je ne connais pas.

Je tourne un peu en rond..

[inviteede7e2b6]

tu va tourner en rond , mais au sol !

ton hélico sera bien incapable de soulever ses propres accus....

un des plus légers connus (alouette) avait un moteur LYCOMING de 350 CV

[invite8d2ccb43]

Merci de vos réponses

Pour l'instant tout est théorique. Je n'arrive déjà pas à trouver les formules nécessaires quelque soit le poids ou la puissance.

Si cela peut être plus réaliste, je peux partir d'un moteur de 10kW. Il s'agit déjà de savoir comment estimé les données manquante pour tout dimensionner de moi même. Mon vrai problème est comment reussir à avoir d'autres donné en partant de peu de choses (dimensionnement de la bobine, nombre de spires, diamètres.....). Si j'arrive à avoir des ordres de grandeurs ca m'avance déjà énormément

[inviteede7e2b6]

ON S'EN TAPE , de la technologie du moteur.....

commence par faire un bilan énergétique du projet, tu verra que ça fonce dans le mur, en klaxonnant

bref , inutile de poursuivre, la physique est une vieille dame têtue, et tu ne la contredira pas.

[annjy]

50kW pendant cinq heures , ça fait 250 kW.h

avec un accu au plomb , c'est 2 ou trois tonnes

pt'èt bien qu'on trouve des sous-marins d'occase sur IB.......

[invite8d2ccb43]

C'est pas grave merci quand même

[calculair]

Bonjour,

Il faut stocker 250 kWh dans une batterie

Les meilleurs batterie sont les Li-Po de densité énergétique au voisinage de 160 Wh/kg

Le poids de la batterie sera de l'ordre de 250 000/ 160 = 1562 kg

Je pense qu'une batterie au plomb de densité 30 Wh/kg pesera au au moins 8,3 Tonnes


Apres il faut travailler avec des tensions élevées pour éviter des courants trop important Si la tension choisie est de 400 V il faut passer tout de même 125 A....... soit une batterie de 625 Ah....

Voila pour des estimations sans marges

[Gérard]

C'est pas grave merci quand même

Pourquoi tu ne crois pas quand on te dit que ce n'est pas réalisable ?
Tu veux aller sur d'autres forums ?
La physique y est la même.

[invite8d2ccb43]

Pourquoi tu ne crois pas quand on te dit que ce n'est pas réalisable ?
Tu veux aller sur d'autres forums ?
La physique y est la même.

Non je crois ce que vous dites mais c'était surtout pour faire une étude théorique. J'en reviens au même problème si je diminue toute masse et puissance pour les calculs, je ne connais toujours pas la démarche pour dimensionner à partir de ma puissance en sortie un moteur électrique du début à la fin.

[invite8d2ccb43]

Bonjour,

Il faut stocker 250 kWh dans une batterie

Les meilleurs batterie sont les Li-Po de densité énergétique au voisinage de 160 Wh/kg

Le poids de la batterie sera de l'ordre de 250 000/ 160 = 1562 kg

Je pense qu'une batterie au plomb de densité 30 Wh/kg pesera au au moins 8,3 Tonnes


Apres il faut travailler avec des tensions élevées pour éviter des courants trop important Si la tension choisie est de 400 V il faut passer tout de même 125 A....... soit une batterie de 625 Ah....

Voila pour des estimations sans marges

Merci de ta réponse

[calculair]

Bonjour,

S'il s'agit de construire un hélico électrique, en fait tout ce tient.

Il faut partir de la charge utile à transporter
de l'autonomie de vol recherchée
avoir une idée du poids mort de la structure et de son électronique

apres il faut rechercher un optimun sur le diamètre des pales.

Tout mettre en équation... Il se peut qu'il y ait des solutions acceptables, mais ce n'est pas certain en fonction des exigences.

Tout cela ne sera qu'une première approche........

[invite8d2ccb43]

Bonjour,

S'il s'agit de construire un hélico électrique, en fait tout ce tient.

Il faut partir de la charge utile à transporter
de l'autonomie de vol recherchée
avoir une idée du poids mort de la structure et de son électronique

apres il faut rechercher un optimun sur le diamètre des pales.

Tout mettre en équation... Il se peut qu'il y ait des solutions acceptables, mais ce n'est pas certain en fonction des exigences.

Tout cela ne sera qu'une première approche........

Il y aurait il une sorte de procédure à suivre une fois qu'on a la première approche ?
Par exemple, pour choisir la fréquence que je vais instaurer à mon moteur, le nombre de pôles, nombre de spires etc... C'est ce genre d'infos que j'ai du mal à trouver.

[inviteede7e2b6]

ça , ça représente quelques années d'études en électrotechnique...

[calculair]

Bonjour,

Il faut que la technologie satisfasse aux exigences du cahier des charges et des contraintes calculées pour satisfaire aux différentes conditions de vol, de sécurité, de résistance, de fiabilité...etc ...

Bien des domaines de la technique et des savoir théoriques seront sollicités pour répondre à toutes ces questions correctement.

Pour une machine amateur et pour des puissances plus petites que celles vous mentionnez, certains aspects peuvent être traités au pif fomètre ou en copiant des machines semblables. Ce genre d'approximation devient dangereuse pour des engins qui dépassent la dizaine de kilogramme, et totalement inacceptable pour votre projet qui semble dépasser allègrement la tonne en vol.... C'est du domaine d'une equipe pluridisciplinaire professionnelle spécialisé du domaine et pour au moins 1 à 2 ans d'étude pour réaliser un proto opérationnel......

[invite8d2ccb43]

Oui c'est en effet un grand projet qui débute seulement et pour l'instant j'en suis au stade recherche pour la motorisation électrique avec pas beaucoup de connaissance donc c'est pour ça que j'avais besoin juste de quelques piste et d'un ordre de grandeur mais effectivement c'est pas pour tout de suite. En tout cas merci pour tes explications calculair qui m'ont éclairé sur quelques points. Je continue mes recherches et vais donc aller bouquiner quelques livres d'électrotechnique !

Si vous êtes professionnels sur ce thème, avez vous un livre en particulier à me recommander qui traiterait plus en profondeur du dimensionnement et calcul d'un moteur et non pas que du fonctionnement.

[inviteede7e2b6]

quand on voit la difficulté pour fabriquer un AVION électrique , je pense , qu'en l'état actuel des choses , l'hélico
n'est pas envisageable.

pour ce qui est du bouquin, tout dépend de ton niveau en physique !

[calculair]

Bonjour,

Pour un helico électrique, il est sans doute possible de faire une machine de 10 à 20 kg facilement.

Je pense pifometriquement qu'il est difficile de dépasser 100 kg

Pour une machine dépassant la tonne, j'ai bien peur que cela ne doit plus être du domaine de la propulsion électrique.

Vous pouvez sans doute faire une première approche

1) en calculant la puissance du rotor en fonction de la masse à soulever ( en recherchant un optimum )

2) en estimant la masse des batterie en fonction de l'autonomie

3) vous négligez la masse de la structure et du moteur pour commencer , ou vous l'estimez à la louche


Je pense que cela vous donnera une idée tres approximative de la machine envisagée et cela vous donnera les experts qu'il faudra rassembler pour concevoir la machine

[invite8d2ccb43]

Je pars sur ça alors. Même si le tout électrique risque d'être compliqué c'est pour avoir une première approche, ensuite je partirais forcément pour de grande masses sur du thermique. Je pars sur l'idée de tout étudier et puisque le projet ne verra pas le jour de suite, je me dis que peut être certaines technologie seront développées d'ici là et améliorées.

Je suis en fin d'année d'étude d'ingénieur en systèmes mécanique pour le niveau en physique. Donc pas expert non plus mais si le bouquin explique bien je peux me débrouiller.

[calculair]

Bonjour

Vous devriez rechercher des données théoriques sur les helico avec GOOGLE

Mon expérience sur le sujet semble montrer que les calculs simple sur la puissance rotor donne des valeurs très inférieure à la puissance vraiment nécessaire pour des raisons qui m'échappants . Ilfaut multiplier par 3 ou4 pour avoir ce qui est utilisé pour des machines de 5 kg environ.....Mais je ne suis pas expert du domaine

[inviteede7e2b6]

c'est le problème du rendement de l'hélice , qui est assez calamiteux , mais on a pas mieux

[calculair]

Bonjour Pixel

Non je ne crois pas que le problème vient de là.

J'ai calculé la puissance et la portance a partir du Cp et Ct du profil et en tenant compte du nombre de Reynold.

La portance est correcte

La puissance nécessaire est largement sous évaluée, mais correspond assez bien a la formule de Froude ; La réalité pour les petites machines ne confirme pas les résultats à priori ( je devrais faire des mesures précises ce que je n'ai pas pu faire encore )