Moteur à Courant Continu comme Actionneur

Moteur à Courant Continu comme Actionneur

Comprendre le Moteur à Courant Continu comme Actionneur

Vous êtes ingénieur en électrotechnique travaillant sur la conception d’un système de convoyeur pour une usine de production.

Le convoyeur est entraîné par un moteur à courant continu et vous devez sélectionner le moteur approprié en fonction des exigences de charge et de vitesse.

Données du Projet:

  • Masse totale des objets sur le convoyeur: \( m = 500 \) kg
  • Longueur du convoyeur: \( L = 20 \) mètres
  • Temps souhaité pour que le convoyeur parcourt sa longueur complète: \( t = 40 \) secondes
  • Coefficient de frottement entre le convoyeur et les objets: \( \mu = 0.05 \)
  • Rendement du moteur: \( \eta = 80\% \) (ou 0.8)

Questions:

1. Calculez la force de frottement agissant sur le convoyeur.

2. Déterminez la vitesse à laquelle le convoyeur doit se déplacer pour respecter le temps de parcours souhaité.

3. Calculez la puissance mécanique nécessaire pour déplacer le convoyeur.

4. Trouvez la puissance électrique requise en tenant compte du rendement du moteur.

5. Discutez de la sélection du moteur en termes de puissance, en proposant au moins deux options de moteurs disponibles sur le marché (cette partie peut être théorique ou basée sur une recherche de catalogues de moteurs réels).

Correction : Moteur à Courant Continu comme Actionneur

1. Calcul de la force de frottement

Données:

  • Masse des objets sur le convoyeur: \(m = 500 \, \text{kg}\)
  • Coefficient de frottement: \(\mu = 0.05\)
  • Accélération due à la gravité: \(g = 9.81 \, \text{m/s}^2\)

Formule de la force de frottement:

\[ F = \mu \times m \times g \]

Calcul:

\[ F = 0.05 \times 500 \times 9.81 \] \[ F = 245.25 \, \text{Newtons} \]

2. Calcul de la vitesse du convoyeur

Données:

  • Longueur du convoyeur: \(L = 20 \, \text{m}\)
  • Temps souhaité: \(t = 40 \, \text{s}\)

Formule de la vitesse:

\[ v = \frac{L}{t} \]

Calcul:

\[ v = \frac{20}{40} \] \[ v = 0.5 \, \text{m/s} \]

3. Calcul de la puissance mécanique requise

Formule de la puissance mécanique:

\[ P_{\text{mec}} = F \times v \]

Calcul:

\[ P_{\text{mec}} = 245.25 \times 0.5 \] \[ P_{\text{mec}} = 122.625 \, \text{Watts} \]

4. Calcul de la puissance électrique requise

Donnée:

Rendement du moteur: \(\eta = 80\%\) (ou \(0.8\))

Formule de la puissance électrique requise:

\[ P_{\text{elec}} = \frac{P_{\text{mec}}}{\eta} \]

Calcul:

\[ P_{\text{elec}} = \frac{122.625}{0.8} \] \[ P_{\text{elec}} = 153.28125 \, \text{Watts} \]

5: Sélection du moteur

Pour sélectionner un moteur, nous devons considérer un moteur dont la puissance nominale est supérieure ou égale à la puissance électrique calculée.

En supposant un facteur de sécurité, un moteur de Watts serait approprié. Il est aussi important de vérifier la disponibilité des moteurs sur le marché qui répondent à ces critères.

Discussion et options de moteur:

  • Option 1: Moteur DC de 200 Watts, 24 Volts – convient pour les applications légères à moyennes.
  • Option 2: Moteur DC de 250 Watts, 24 Volts – offre une marge de sécurité supplémentaire et peut gérer des charges occasionnellement plus lourdes sans surchauffer.

Moteur à Courant Continu comme Actionneur

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