Dimensionement moteur électrique simulateur de vol

[GusSouch]

Bonjour, nous sommes deux étudiants de terminale STI2D ayant comme projet le dimensionnement d'un moteur électrique pour un simulateur de vol fonctionnant sur deux axes, avec une chaîne ( Option de vérins éliminés cause durée d'utilisation réduite + le coût). Nous aimerions savoir tous les types de calculs nécessaire pour ce dimensionnement. Nous savons que la masse est de 300DaN, le diamètre du pignon chaîne est de 75mm, la vitesse maximale doit être de 200mm/s, l'angle de la pente est d'environ 35°. Quels calculs permettent le dimensionnement de ce moteur ( Couple ? Vitesse de rotation ? Accéleration ? et tous les autres calculs nécessaire )
Merci à l'avance de votre aide.
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[Positron1]

Salut,
Fais nous un petit dessin !!! un moteur pour deux axes ?
Vitesse de rotation ? solution= motoréducteur ou moteur CC

[ranarama]

bjr. Manquent effectivement les dessins / plans qui nous permettraient de savoir de quel système mécanique tu en train de parler ? Une description de la chaine cinématique ?

[f6bes]

Bjr à toi,
Cette masse de 300 DaN ton moteur il doit en faire quoi ?
La faire tourner ?
Vitesse de 200mm:s ne rensiegne en rien quelle est la partie de la masse qui atteindra cette vitesse!
L'angle de pente...de quoi ?
Deux axes..alignés...perpendiculair es..autres ??
Bref venir poser des questions SANS prendre la peine d'etre explicite dénote déjà un état d'esprit , plus que léger.
AVANt de venir poser des questions , faut commencer par se les poser à soi meme .
Sur FUTURA il n'y a qu'une seule boule de cristal, et le propriétaire est peu préteur.
Donc un effort sur le cahier des charges!

Bonne soirée

[A voir en vidéo sur Futura]

[GusSouch]

Voici un aperçu du simulateur en question , nous travaillons sur l'axe tranversal

[GusSouch]

Désolé pour le manque de précisions, pas facile d'expliquer par des mots... Nous devons en gros gérer le déplacement du cockpit sur l'axe transversal supérieur, en toute sécurité.

[Positron1]

Re,
Tu aurais commencé par là !!!!!!
C'est bien ce que je pensais, il te faudra deux moteurs avec variateurs tout ça commandé par un manche, exactement comme un avion radiocommandé 2 voies
Où comptes-tu mettre tes moteurs ?

[GusSouch]

Désolé pour le manque de précisions, pas facile d'expliquer par des mots... Nous devons en gros gérer le déplacement du cockpit sur l'axe transversal (supérieur), en toute sécurité.
La masse du cockpit à la fin de la réalisation de ce projet sera au maximum de 300Kg. La vitesse désirée serait de 200mm/s avec une accélération encore non connue. Après quelques calculs approximatifs, on trouve une fréquence de rotation de 51tr/min avec un moto-réducteur évidemment et un couple d'environ 110 Nm. Nous pensions nous pencher sur un moteur Brushless car il présente le moins d'inconvénients par apport aux attentes de nos profs. Est-il plus profitable de prendre un moteur outrunner ou inrunner ?
Merci.

[GusSouch]

En dessous du simulateur, mais nous nous occupons que d'un axe donc que d'un seul moteur

[Positron1]

Re,
J'avais à une certaine époque fait un montage analogue c'était mu par 2 moteurs VASSAL 220V= 2Amp C: Cm/Kg = 80 Série D
Deux sorties d'axes utiles, une pour le repérage de position
Si ces infos peuvent être utiles
Bien évidemment j'avais fait ça au pif !!!!! loin de tes calculs !!!

[GusSouch]

Ce n'est pas vraiment le même contexte, et nous essayons de calculer l'inertie du moteur au démarrage : Quelques sont les calculs appropriés ?
Et est-il une bonne solution de choisir un moteur Brushless ?

[Positron1]

Salut,
Je ne connais pas suffisamment les moteurs Brushless pour te conseiller, mais c'est un autre version plus moderne des moteurs universels, et dans la mesure ou ils ont la puissance nécessaire accompagné du var qui va bien, pourquoi pas.
Pour les calculs !!! aucune idée !!!

[f6bes]

Remoi,
Faudrait savoir ce que le moteur DOIT faire , quelle est sa vitesse ? sa démultiplication ?
quelle sont les contraintes de "poids" à entrainer ?
Vitesse de 22mm>/ s ...c'est y QUOI qui doit se dépalcer à cette vitesse ?

Là on joue au devinette et tirage des vers du nez !
Que fait ton moteur lorsque arrivé à la position souhaitée du simulateur ?
Comment le simulateur va pouvoir rester dans cette position ? (meme si c'est peu de temps)
Refléchis d'ABORD aux questions que tu poses et comment tu penses que l'on peut y répondre !

A+

[Positron1]

Re,
Pourquoi as-tu mis des butées penchées à environ 60°? le contact ne sera pas franc, le caoutchouc en se déformant aura tendance à décoller les galets

[GusSouch]

Justement c'est le cockpit qui doit se déplacer ( déjà dis précédemment ), à une vitesse maximale de 0.2m/s , soit 200mm/s. Le poids à entraîner est approximativement 300 Kg mais on n'a pas encore calculer l'inertie. Quand il est arrivé en position souhaité, il doit y rester et nous pensons utiliser un cadran pour connaître la position à tous moments. Pas encore de solution pour le faire rester en position.
Pour en revenir au fait de la déformation du caoutchouc, nous devons mettre en place des capteurs pour l'empêcher de taper en butée.

[Positron1]

Re,
Si tu utilises un motoréducteur à vis, ne te fais pas de soucis il restera où tu l'arrêteras

[Dynamix]

nous travaillons sur l'axe tranversal

Les axe des avions ont des noms :
Tangage , roulis , lacet .
Valable pour d' autres véhicules .

Après quelques calculs approximatifs, on trouve une fréquence de rotation de 51tr/min avec un moto-réducteur évidemment et un couple d'environ 110 Nm.

Voila une bonne information .
Vous pouvez calculer la puissance utile .
Compte tenu du rendement et d' une marge de sécurité , en déduire la puissance nominale (=maximum en continu)

[ranarama]

Bsr. Comme c'est un asservissement de position et avec une constante de temps critique, pour définir la puissance de ton moteur faudrait tenir compte de l'accélération à fournir. En effet celui qui pilote l'avion ne doit pas sentir de latence entre sa commande et la réponse sinon va tout gerber après 30 secondes
Est-ce que la commande de l'autre axe a déjà été étudié ? est-ce que tu peux pas t'en inspirer ? J'ai pas dis tout repomper comme un goret ceci dit ça doit pas être très différent après tout.

[Positron1]

Re,
Comme je pense que le calcul est impossible par le manque de données: hauteur d'axe de la charge, puissance absorbée par les galets et j'en passe, le mieux serait de relever avec une clé dynamométrique le couple que représente le déplacement et à quel moment il est le plus important
Ainsi tu auras de chiffres exploitables

[Dynamix]

durée d'utilisation réduite + le coût

Le gros avantage du brushless en plus de son bon rendement , est sa durée de vie . Si ce critère n' est pas important , vérifier que ce genre de moteur est rentable pour vous par rapport à un moteur à collecteur (brushed)

nous pensons utiliser un cadran pour connaître la position à tous moments.

Un joint de Cardan ? ou une suspension de Cardan ?
Je ne vois pas en quoi l' un ou l' autre permettrait une détection de position

[antek]

Un joint de Cardan ? ou une suspension de Cardan ?
Je ne vois pas en quoi l' un ou l' autre permettrait une détection de position

cadran !
Je suppose une sorte de clinomètre mécanique à aiguille.

[Positron1]

Salut,

nous pensons utiliser un cadran pour connaître la position à tous moments

Je pense que notre ami patauge !!!
Je ne pourrais lui donner qu'un conseil, étudier un cerveau-moteur de radiocommande de modélisme, c'est ce qu'il faut en plus gros, je pense que le positionnement n'est pas au centième de m/m: signal => ampli=> pont=> moteur => réduction => sortie axe => potar de contrôle position

[f6bes]

Remoi,
Un engin de ce genre dans le cockpit :
http://www.hmdiffusion.com/rftp/sat/...es/9440-gd.jpg
Bon WE

[GusSouch]

Tous d'abord, après calcul de la puissance nominale on arrive à environ 600W. On pense prendre un moteur de 1000W justement pour une marge de sécurité.
L'autre axe est justement un projet simultané au nôtre, donc impossible de s'en inspirer. Nous sommes bien sur l'axe " roulis " donc pas de soucis au niveau du centre de gravité, contrairement à l'axe de tangage.
On vous redonne toutes les infos que nous possédons pour l'instant :
-Vitesse max : 0.2m/s
-Accélération max : 0.4m/s²
-Pignon sortie moteur Ø : 75mm
-Fréquence rotation moteur : 51tr/min
-Couple "nominal" : 111 N/m
-Pnominal : 600W
Pour le choix du moteur il nous manque le couple démarrage qui serait à priori beaucoup plus important. Et c'est ici que rentrent de nombreux calcul de méca mais nos profs d'éléc ne sont pas assez calés pour nous aider..
Nous vous rappelons que nous sommes en Terminale STI2D et non au niveau d'un étudiant en polytechnique !..
Pour ce qui est du brushless, après avoir fait de nombreux comparatifs, on est sûr de partir là dessus car c'est le moteur qui représente le plus d'avantages.
Le moteur entrainera le cockpit à l'aide d'une chaine mais pas de photo ni de schema dispo donc on vous laisse imaginer comment le système se présente.
Reste le choix des capteurs pour l’arrêt " fin de course " du simulateur pour assurer son utilisation en toute sécurité. D'ailleurs, selon vous quel est le meilleur type de capteur afin d'assurer la fin de course en étant le moins brutal possible.
Merci à vous pour les réponses en tout cas !!

[antek]

Pour ce qui est du brushless, après avoir fait de nombreux comparatifs, on est sûr de partir là dessus car c'est le moteur qui représente le plus d'avantages.
Le moteur entrainera le cockpit à l'aide d'une chaine mais pas de photo ni de schema dispo donc on vous laisse imaginer comment le système se présente.
Reste le choix des capteurs pour l’arrêt " fin de course " du simulateur pour assurer son utilisation en toute sécurité. D'ailleurs, selon vous quel est le meilleur type de capteur afin d'assurer la fin de course en étant le moins brutal possible.

Mais le brushless est plus compliqué à mettre en oeuvre, donc plus cher.
La commande moteur doit être conçue pour ne pas aller en butée,
celle-ci étant une sécurité ultime et éventuellement référence de position.

[Dynamix]

-Vitesse max : 0.2m/s
-Accélération max : 0.4m/s²
-Pignon sortie moteur Ø : 75mm

Vitesse de quoi ?
Le roulis c' est une rotation .

51 tr/min , c' est un avion de voltige .

C' est curieux que l' axe de tangage ne passe pas par le centre de gravité .
En l' absence de liaisons mécanique , un solide tourne autour de ses axes principaux d' inertie .

[GusSouch]

D'après les calculs, 51tr/min paraît cohérent ( vérifié par nos profs ), on cherche à simuler un petit avion.
C'est la vitesse maximale souhaitée sur l'axe de roulis, quel est le problème ?
Dynamix : réfère toi à la photo publiée précédemment et imagine le centre de gravité à l'arrière du cockpit ( pour l'axe tangage ).
Antek : Le budget n'est pas un problème pour le Brushless et nos profs valident totalement ce choix. On souhaite également utiliser un codeur incrémental afin de connaitre la position du cockpit à tout moment. Il nous faut cependant des capteurs au cas où !..

[Positron1]

Salut,
Je ne connais pas suffisamment le Brushless, comme je connais l'universel,je sors !!!

[antek]

On souhaite également utiliser un codeur incrémental afin de connaitre la position du cockpit à tout moment. Il nous faut cependant des capteurs au cas où !..

Ou un codeur absolu.
Pas capteur, mais interrupteur de fin de course.

[Dynamix]

Pour le choix du moteur il nous manque le couple démarrage qui serait à priori beaucoup plus important.

Pour un brushless de cette puissance et de bonne qualité , de l' ordre de 4 fois le couple nominal .
Et ça décroit linéairement avec la vitesse de rotation .