Méthode de dimensionnement moteur
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Méthode de dimensionnement moteur



  1. #1
    hervedf

    Méthode de dimensionnement moteur


    ------

    Bonjour à tous, ceci est mon premier message.

    J'aimerais faire un petit projet qui consiste en déplacer un smartphone ou un appareil photo horizontalement pour faire des time lapse. Je me pose des questions sur mes 'resultats et ma méthode :

    Un smartphone et son support sur une courroie horizontale, un moteur avec poulie entraîne cette courroie (une 2e poulie libre de l'autre côté, même diamètre).

    Rayon poulie : 12 mm
    Accélération souhaitée : 2 cm pour atteindre 1000 tr/min
    Masse smartphone + support : 380 g

    Je souhaite dimensionner mon moteur :

    - Est-il correct de dire que le couple maximum est le couple d'accélération + le couple vitesse constante ?

    - Couple d'accélération = 0.18 N.m
    J'ai commencé par calculer l'accélération (39.478 m.s-1) puis la force nécessaire F = masse x accélération, et avec le rayon j'ai obtenu ce couple.
    Ma méthode est-elle correcte ?

    - Concernant le couple à vitesse constante, ma méthode est d'isoler le solide {smartphone + support} et de lister les forces appliquées dessus. La force combinant tous les frottements est pour l'instant estimée à 1N, j'ai du mal à évaluer si c'est bas ou si c'est cohérent.
    Avec cette force, je calcule à nouveau le couple qui est Couple = Force x rayon = 0.012 N.m
    Si ma méthode est correcte, mon couple maximum est 0.18 + 0.012 = 0.192 N.m

    Cette méthode globale est-elle correcte ou bien suis-je passé à côté de quelque chose ?
    Le résultat me semble bas.

    Merci par avance pour votre aide

    -----

  2. #2
    Dynamix

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Salut

    Citation Envoyé par hervedf Voir le message
    Cette méthode globale est-elle correcte ou bien suis-je passé à côté de quelque chose ?
    Oui , tu es passé à coté du fait que le couple d' un moteur varie avec sa vitesse de rotation .
    Pour un moteur CC , cette variation est linéaire :
    Couple maxi au démarrage (couple de blocage)
    Couple nul à pleine vitesse .
    Entre les deux , c' est "tout droit"

  3. #3
    hervedf

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Bonjour Dynamix, merci pour ta réponse

    À couple maximum 0.192 N.m, je peux dire que je vais à 1000 tr/min, c'est mon point de fonctionnement extrême. Après je dois choisir un moteur qui peut atteindre ce point.

    Concernant le reste des calculs, suis-je correct dans la méthode ? Je n'ai pas inclus non plus le rendement, j'ai voulu simplifier au maximum

  4. #4
    PA5CAL

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Bonjour

    Dans la relation entre le couple moteur et l'accélération, il faut aussi tenir compte des forces de frottement, de la masse de la courroie et des moments d'inertie des masses tournantes (rotor moteur + poulies).

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    hervedf

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    En supposant que je connaisse les moments d'inertie de chaque élément, comment dois-je les rajouter à F = m . a ? Quelles sont les équations ?

    Merci beaucoup

  7. #6
    hervedf

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Après un peu de recherche quand même, je suis tombé sur ceci (image) :

    Nom : 2018-10-11_155831.jpg
Affichages : 586
Taille : 82,1 Ko

    Je ne comprends pas pourquoi la formule F = m . a n'apparaît pas dans le calcul. Une idée ?

    (Et d'ailleurs, je ne comprends pas non plus ce que vient faire le diamètre de la poulie dans le calcul du moment d'inertie de la masse déplacée...)

    Merci
    Dernière modification par hervedf ; 11/10/2018 à 16h04.

  8. #7
    Dynamix

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Citation Envoyé par hervedf Voir le message
    À couple maximum 0.192 N.m, je peux dire que je vais à 1000 tr/min
    A couple maxi , tu vas à 0 tr/min .

  9. #8
    hervedf

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Non, je ne parle pas du couple de démarrage ou stall torque ou couple bloqué, mais bien de mon couple de crête calculé plus haut

  10. #9
    Dynamix

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Citation Envoyé par hervedf Voir le message
    Je ne comprends pas pourquoi la formule F = m . a n'apparaît pas dans le calcul. Une idée ?
    Tu cherches un moment pas une force .
    En français :
    C = J.ω'

    Couple de crête ?
    Connais pas .
    Dernière modification par Dynamix ; 11/10/2018 à 16h15.

  11. #10
    hervedf

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    C = J.ω'
    Voilà ce que j'attendais, ça veut dire que je me suis bien trompé dans ma méthode plus haut ! Merci à toi

    Sachant que masse avance linéairement, je ne trouve pas ça évident qu'il faille utiliser C = J.ω' plutôt que F = m.a.
    Comment se calcule J de la masse sachant qu'il n'est jamais à la même place, comme il se déplace ?

    Couple de crête ?
    Connais pas .
    Comme je l'explique plus haut, mon couple au point de fonctionnement "extrême".
    Dernière modification par hervedf ; 11/10/2018 à 16h44.

  12. #11
    Dynamix

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Tu additionnes les couples correspondants à 2 points de fonctionnement distinct .
    Le résultat ne correspond à rien .
    Ton moteur est soit en accélération , soit soit ) vitesse constante .
    Il doit donc répondre à 2 impératifs distincts .
    _Fournir la variation de vitesse que tu as déterminé .
    _Fournir à la vitesse constante de 1000 tr/min le couple que tu as calculé .

  13. #12
    hervedf

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Tu additionnes les couples correspondants à 2 points de fonctionnement distinct .
    Oui, du coup ça répond à la question que je pose dans mon premier message : Est-il correct de dire que le couple maximum est le couple d'accélération + le couple vitesse constante ?
    Mais dans l'image que j'ai postée plus haut (j'ai oublié la source, désolé : http://www.leadshine.com/Pdf/Calculation.pdf), il y a bien Couple total = Couple vitesse constante + couple accélération (ligne Tt = Tl + Ta). Est-ce que tu considères que c'est faux ?

    Merci

  14. #13
    PA5CAL

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Citation Envoyé par hervedf Voir le message
    En supposant que je connaisse les moments d'inertie de chaque élément, comment dois-je les rajouter à F = m . a ? Quelles sont les équations ?
    Pour les mouvements de rotation, la formule équivalente de :



    (force F, masse m, distance x, temps t)

    est :



    (couple C, moment cinétique J par rapport à l'axe de rotation, angle α, temps t)


    À une distance R de l'axe de rotation, on peut établir les relations suivantes :

    • entre la distance et l'angle :



    • entre la vitesse linéaire et la vitesse de rotation :



    • entre l'accélération linéaire et l'accélération angulaire :


    • entre une force et le couple correspondant :



    • entre un moment d'inertie par rapport à l'axe et la masse en translation présentant une inertie équivalente :




    Finalement, on peut écrire l'équation de la dynamique en ramenant par exemple tous les termes correspondant à la rotation à des termes correspondant à la translation à une distance R de l'axe :


  15. #14
    PA5CAL

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    On pourrait également faire l'inverse en ramenant tous les termes à un mouvement de rotation, et écrire :


  16. #15
    hervedf

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Finalement, on peut écrire l'équation de la dynamique en ramenant par exemple tous les termes correspondant à la rotation à des termes correspondant à la translation à une distance R de l'axe :
    Merci PA5CAL c'est tout à fait clair, et je viens de réaliser que mon F = m.a associé à C = F . R donnaient effectivement le même résultat que C = J . Acc

  17. #16
    PA5CAL

    Re : Méthode de dimensionnement moteur

    Oups... au post #13, il faut lire « (couple C, moment d'inertie J par rapport à l'axe de rotation, ...»
    Dernière modification par PA5CAL ; 11/10/2018 à 17h22.

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