Sustentation magnétique

[invite6d19abde]

Bonjour, nous sommes deux étudiant en 2e année de GEII (Génie Electrique et informatique industrielle) et nous avons un projet a réaliser qui s'avère assez compliqué !

Comme le titre l'indique nous devons réaliser une bobine qui attire un objet (ici une bille en acier) de maximum 100g et la faire léviter en l'air ; l’effort exercé sera donc une traction, de plus on doit contrôler le tout par un µcontrôleur pour faire varier la hauteur de la bille ou de la pièce de métal.

Pour le moment on cherche plutôt a dimensionner la bobine, les composants et la manière de garder cette pièce en l'air. Le µcontrôleur viendra plus tard

Donc s'il y en a qui veulent bien nous aider , pour l'instant on cherche à dimensionner la bobine en premier pour ensuite élaborer le schéma nécessaire à l'alimentation de celle-ci etc... et on galère un peu pour trouver les formules adéquates ! On a trouvé quelques formules mais qui prennent pas en compte la distance de la bille et considère la bille comme collée à la bobine donc c'est pas ce qu'il nous faut !

Voilà on est un peu perdu pour l'instant donc un peu d'aide serait la bienvenue !
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[coussin]

Est-ce que cela n'est pas impossible à cause du théorème d'Earnshaw ?

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Il y a déjà eu une discussion sur le même projet dans lequel était donné un lien vers une page où des personnes qui avaient pu le mener à bien donnaient toutes les explications détaillées.

Regardez les liens donnés ici:
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4278017
Au revoir.

[stefjm]

Est-ce que cela n'est pas impossible à cause du théorème d'Earnshaw ?

Si, mais on peut tricher en mettant un petit asservissement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[stefjm]

Il y a déjà eu une discussion sur le même projet dans lequel était donné un lien vers une page où des personnes qui avaient pu le mener à bien donnaient toutes les explications détaillées.

Seulement les explications technologiques et peu d'explication scientifique, en particulier il est bien précisé :

"L'aspect théorique de ce système (Fig.1), plus complexe qu'il n'y parait, ne sera pas évoqué ici."

Le réglage au pif de ce type de système requiert du doigté.

[invite6c49a220]

Bonjour je suis la 2em personne qui travaille dessus, donc je répond a vos réponses,

tout d'abord merci pour votre aide et merci bien pour la redirection via l'autre poste !

je vais me poser tranquillement et voir si j'ai quelques info sympathiques ! comme le dit stefjm, sur le site il y a pas beaucoup d'aspect théorique et c'est surtout ça qui me pause problème, enfin bon je verrais bien.

si vous avez d'autre info complémentaire à m’apporter j'en serrais ravis !

de plus si on arrive a faire ces dimensionnement il nous faudra régler la distance de la pièce via µcontrôleur donc le boulot n'est pas terminer ^^

[stefjm]

Posez vos questions, j’essaierais de vous aider

[invite6c49a220]

Ok et bien j'ai déjà analyser un peux toutes vos donnée posé pour le sujet de terminal, sauf que a ma grande surprise il y a eu plu aucune réponse... c'est bien dommage !


Du coup la question du dimensionnement de la bobine reste la même.. Comment trouver le bon dimensionnement pour une pièce de max 100g ? j'ai trouver une barre d'acier de 20 cm sur 2.5 cm de diamètre

je sais pas si cela va suffire mais je vais commencer par bobiner quelques centaines de tour histoire de voir au pif si ça va soulever une pièce, au moins la coller ! si c'est le cas je pense que on aura trouver le problème du dimensionnement si vous avez une meilleur solution hésitez pas à me la faire partager
Histoire de au moins mettre des formules ou des donné précise car je pense que ça a pas été trouver par hasard au tout début !!

Après j'ai essayer de démontrer l'aspect théorique de l'asservissement pour la partie "électronique" c'est pas évident je vous tiens au courent dès que ça avance un peux !

[invite897678a3]

Bonjour,

j'ai trouvé une barre d'acier de 20 cm sur 2.5 cm de diamètre

Noonnn ! Il faut du fer doux

[invite6c49a220]

ah bon ?? pourtant c'est mon prof qui me la donner, il a du ce foirer ... Je lui redemanderais sur la matière.

merci !

[stefjm]

Il y a bien des aciers doux.
Il faut juste vérifier que l'aimantation ne reste pas lorsqu'on coupe le courant.

[invite6d19abde]

Notre acier marche bien, à 400 tours 6A on colle des objets assez lourds donc pas de soucis de ce côté là ! (on a dimensionné notre bobine avec FEMM !) On prévoit un peu plus large au cas où mais sur ce point c'est ok !
Du coup maintenant notre soucis est de démontrer le schéma suivant (et comprendre à quoi sert tous ses composants !)
http://d.nardi.free.fr/sphere.htm

On a essayé de faire un schéma simpliste au maximum de notre côté avec nos connaissances mais on est pas très doué en la matière et ça donne ça ==>
En fait on a pas bien compris du tout une bonne partie du 1er schéma et on a pensé à une diode de roue libre pour décharger la bobine quand le transistor en bas à droite est bloqué.
Si quelqu'un pouvait nous expliquer le fonctionnement du schéma initial ou nous dire les problèmes éventuels de notre schéma, ce serait sympa ! Et si vous avez d'autres idées/remarques à nous faire , n'hésitez pas !

[invite897678a3]

Bonjour,

C'est exactement ce que décrivait Monsieur H.SCHREIBER dans sa revue "Toute la radio" ....
... il a plus de 50 ans.

Et en cherchant un tout petit peu, cela fait plaisir de retrouver des extraits de l'article original.

[invite93279690]

Est-ce que cela n'est pas impossible à cause du théorème d'Earnshaw ?

Juste en passant, le théorème d'Earnshaw n'est valable que pour des champs statiques, il n'y a donc aucun problème ici. Le problème se pose pour la lévitation supra où les champs sont statiques...là encore il se trouve que le théorème en question n'est valable que pour des paramagnétiques ou ferromagnétique mais pas pour des diamagnétiques, les matériaux supraconducteurs étant des diamagnétiques parfaits en quelques sorte, il n'y a pas de soucis .

[stefjm]

Bonsoir,

@ Woad : Vous avez virer le correcteur (R-R-C) qui assure la stabilité du truc.
Vous allez avoir un superbe oscillateur instable et votre boule soit collera à l'électro aimant, soit tombera.
Cordialement.

[stefjm]

@ Woad : Vous avez viré le correcteur (R-R-C) qui assure la stabilité du truc.

Bonjour,
Oups, participe passé...

Pour la partie statique de votre asservissement, voir ici:
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4308318

Le malheur est que cela ne suffit pas.
Ce n'est pas parce que vous avez la courbe bleue que votre système est stable dynamiquement.
Il faut de plus qu'il ait de bonnes marges de gain et de phase, ou dit autrement des pôles bien placés.
En terminale, vous pouvez essayez de voir ce que cela donne avec une équation différentielle, mais vous allez en ch.er. (ordre 3 sur la position plus dérivée sur l'erreur...)
Cordialement.

[invite21348749873]

Bonjour,

C'est exactement ce que décrivait Monsieur H.SCHREIBER dans sa revue "Toute la radio" ....
... il a plus de 50 ans.

Et en cherchant un tout petit peu, cela fait plaisir de retrouver des extraits de l'article original.

Bonjour
et merci pour ce lien vraiment tres interessant.

[invite6d19abde]

Merci pour toutes vos réponses !

@Stefjm : Merci pour ta réponse, on a comprit le circuit RC devant le transistor pour compenser la constante de temps thermique mais on comprend toujours pas très bien l'histoire du correcteur R-R-C. On parle bien des résistances de 390 et 47K et du condo de 1µF ? Comment ce circuit peut rendre notre système stable ? Et comment marche t-il globalement ? On a un peu de mal avec le principe de stabilité ! Merci d'avance.

@Ouk A Passi : Merci pour ce lien, il nous a bien aidé à la compréhension de ce système !

[stefjm]

Bonjour,
Je n'avais pas vu que vous étiez en GEII; je vous croyais en terminale!

Donc pas de problème : Semestre 3, module AU3 : Commande de procédé industriel (Automatique)
Votre programme : http://media.enseignementsup-recherc...ee08_32398.pdf
page 46.

Votre boucle ouverte est en (pas trop dur à montrer, est la constante de temps de votre alimentation+bobine, tout frottement négligé, donc double intégration du principe fondamental de la dynamique)

Voir ici un diagramme de Black
http://www-hadoc.lag.ensieg.inpg.fr/...n08/r08-02.htm

Si vous tracez votre BO dans le diagramme de Black, vous passez du mauvais coté du point critique -1, quelque soit le gain de votre correcteur.

Il faut donc déformer la courbe avec un correcteur à avance de phase et régler le gain pour avoir 45° de marge de phase et une marge de gain raisonnable.

Pas besoin de rajouter un intégrateur, il y en a déjà deux dans le procédé!

Passez le bonjour de ma part à votre prof d'auto. (Qui doit se marrer en me lisant...)

Cordialement.

[invite6d19abde]

@stefjm : merci bien pour ces précision, en effet on viens de commencer à étudier le diagramme de black lundi dernier donc pour le moment c'est un peu vague, comment avez vous avez trouver la ftbo ? via les sites de références ? sinon pour visualiser la BO dans le diagramme vous utilisez matlab ou vous avez plus simple comme logiciel ? de préférence gratuit .

On essaie avec mon binôme de démontrer partie par partie sur le schéma mais comment dire .... on est vraiment mauvais ... du coup on tourne en rond en ce qui concerne cette partie (cf ci dessous)

on veut pas qu'on nous dise comment tout démontrer, autrement c'est pas marrant si on a plus rien a faire, mais vu qu'on ne fait pas ce genre d'exercice en cours du coup c'est assez déconcertant ...


Cordialement..

[stefjm]

@stefjm : merci bien pour ces précision, en effet on viens de commencer à étudier le diagramme de black lundi dernier donc pour le moment c'est un peu vague, comment avez vous avez trouver la ftbo ?

Avec les lois de la physique et ma tête.

via les sites de références ?

C'est quoi les sites de références?

sinon pour visualiser la BO dans le diagramme vous utilisez matlab ou vous avez plus simple comme logiciel ? de préférence gratuit .

Perso, j'utilise ma tête, un crayon à papier et une feuille quadrillée.

Si vous voulez perdre du temps, vous pouvez utiliser un logiciel que vous ne connaissez pas.
Ce ne sera pas perdu si vous vous en servez souvent.
Par exemple:
https://www.scilab.org/fr/scilab/about

On essaie avec mon binôme de démontrer partie par partie sur le schéma mais comment dire .... on est vraiment mauvais ... du coup on tourne en rond en ce qui concerne cette partie (cf ci dessous) Pièce jointe 236541

Il y a une partie d'électronique et d'électrocinétique pour laquelle il suffit de faire le calcul des fonctions de transfert. (en p ou en jw, comme vous préférez)
Pour la partie auto, il faut régler les paramètres pour que cela marche.

on veut pas qu'on nous dise comment tout démontrer, autrement c'est pas marrant si on a plus rien a faire, mais vu qu'on ne fait pas ce genre d'exercice en cours du coup c'est assez déconcertant ...

Parlez en donc à vos enseignants qui sont payés pour s'occuper de vous...

Ils doivent se marrer en lisant ce post...

Cordialement.