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Courbe de démarrage d'un moteur et son couple résistant



  1. #1
    kf_57

    Question Courbe de démarrage d'un moteur et son couple résistant


    ------

    Bonjour,

    Après plusieurs semaines de recherche je ne parviens toujours pas à trouver de réponses cohérente et dont la majorité me le confirme à propos du démarrage d'un moteur asynchrone triphasé.
    Voici les caractéristiques du moteur :FLSES 160LU; 4 pôles 1500tr/min ; Puissance nominal : 15 kW ; Vitesse nominal 1455tr/min;Couple nominal : 98 N.m ; Intensité nominal 26,8 A ; cos pho 0,86; rendement 0,895 ; Courant de démarrage/Courant nominal : 7,9 ; Moment démarrage / Moment nominal :2,8 ; Moment maximum / moment nominal : 3,2 ; Moment inertie du moteur : 0,0861 kg.m²

    Son rôle est d’entrainer une charge sur laquelle il est accouplé en directe, la charge est un disque plein en acier 7850kg/m^3 de 1mètre de diamètre et 0,02 mètre d'épaisseur soir environs 125kg.
    Cette relation permet de déterminer le couple accélérateur à fournir pour démarrer en un certain temps:
    Ca = J * w'
    Ici on à J = 1/2 MR² = 1/2 * 125 * 0,5² = 15,625 kg.m² soit avec le moteur 15,625 + 0,0861 = 15,71 kg.m²
    Si on veut démarrer en 30 seconde jusqu’à la vitesse nominal de 1455 tr/min soit 152,36 rad/s, il faudra avoir une accélération de 5,079 rad/s.
    Cette accélération on la multiplie par l'inertie : 5,079 * 15,71 = 80 N.m = Couple accélérateur.
    Or on sait que Cm- Cr = Ca dans cette équation , ce n'est pas le couple accélérateur que l'on souhaite avoir qui va nous permettre de déterminer notre couple résistant.
    C'est la fameuse valeur du couple résistant que je ne parviens pas a déterminer.

    Un simple disque en acier à mettre en rotation ne devrait avoir que de couple résistant les roulements qui le porte qui ici dans notre cas on dispose de 2 roulements sur rouleaux cylindrique dont l'équation du moment résistant est la suivant : CrRoulement = f * Fr * Rm (f:coef de frottement soit 0,0011 pour un rouleaux cylindrique; Fr : charge radial ; Rm : rayoun moyen du roulement
    A.N: CrRoulement = 0,0011 * (125*9,81) * ((0,130+0,280)/2) = 0,276 N.m bien sûre nous avons deux roulement donc nous le multiplions encore par 2 soit 0,553 N.m de couple résistant pour les roulement.

    Or je vois partous que le moteur à son point de fonctionnement lorsque le couple moteur est égal au couple résistant. Donc ici mon moteur de 15kW sera largement beaucoup trop surdimensionné ?
    Il me manque une donné que je n'arrive pas à saisir c'est cette notion de couple résistant lors de la phase de démarrage !
    J'aimerais bien pouvoir tracer cette fameuse courbe que l'on voit partout de la vitesse de rotation en abscisse avec le couple en ordonné ou l'on vois l'évolution du couple résistant en fonction du couple moteur. Par la même occasion ce type de charge et de type couple constant ou bien ? Et si oui de combien est ce couple résistant comment se calcul t il ?

    En vous remerciant d'avance , ceux qui parviendraient à me répondre je vous en serait très reconnaissant après des semaines et des semaines de débat et de frustration sur ce sujet, je souhaite à présent comprendre !

    -----

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  3. #2
    cardan

    Re : Courbe de démarrage d'un moteur et son couple résistant

    Bonjour,

    Si votre moteur démarre à vide donc sans couple résistant le couple qu'il devra fournir se réduit à: Cmoteur = I.w ' . Comme vous le faites remarquer le couple de frottement dans les roulements est insignifiant, au niveau du démarrage votre moteur doit être capable de fournir un couple de démarrage de 80 m. N, bien même si je n'ai pas vérifié vos calculs mais le peut-il ?
    C'est à dire le couple de démarrage de votre moteur est il largement supérieur à 80 m. N ? Bien que le moteur soit puissant ce n'est pas certain justement. Donc il faut regarder la courbe de couple de votre moteur est voir le couple de démarrage du moteur donc le couple dispo quand la vitesse est nulle si ce couple n'est pas supérieur à 80 m.N le moteur restera bloqué, c'est tout ou alors il accélérera avec un loi de vitesse qui n'est pas celle que vous souhaitez, il montera en vitesse plus lentement que prévu.

    On peut avoir une voiture puissante 100 Kw mais si vous faites un démarrage sur le mauvais rapport de vitesse le couple de démarrage ne suffit pas à lancer le véhicule faisant donc caler le moteur...

    Finalement quel est le couple de démarrage de votre moteur ?

    Cordialement

  4. #3
    kf_57

    Re : Courbe de démarrage d'un moteur et son couple résistant

    Bonjour,

    Le données:
    Moment démarrage / Moment nominal :2,8
    Couple nominal : 98 N.m
    Soit le couple de démarrage =moment nominal * 2,8 = 98*2,8 = 274,4 N.m au démarrage de ce moteur de 15 kW.
    Et d'après la formule précédemment utiliser dans mon premier post il faudrait 80 N.m au démarrage.
    Mais qu'en est t'il du point de fonctionnement que je devrais trouver avec l'intersection du couple résistant ? Tr= Tu

    Je ne parviens pas à savoir quel forme ni comment déterminer ce couple résistant sur ma courbe.

  5. #4
    cardan

    Re : Courbe de démarrage d'un moteur et son couple résistant

    Bonjour,

    L'inertie est constante et égale à I = 15.6 kg. m 2

    Votre rampe d'accélération (loi en trapèze) est constante et choisie par vos soins à 5 rad / s2

    Donc le couple moteur pendant la phase d'accélération sera constant et égal à 80 m.N

    Votre moteur peut fournir ce couple au démarrage (vous l'avez vérifié) donc pas de souci pour le démarrage. Au niveau de votre point de fonctionnement, s'il n'y a pas de couple résistant (une fois la phase d'accélération passée ) sera à la vitesse de synchronisme du moteur puisque pas de couple résistant en régime permanent....Non ?

    Cordialement

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