Moteur électrique Tiga à géométrie variable, impessionnant !

[Alain G]

Ça y est tu reviens encore sur le moteur à collecteur alors que j'en ai parlé qu'à titre d'exemple!

Le but de notre discussion est de comparer ce moteur avec un ensemble moteur/contrôleur mais tu reviens avec ton voltage constant!

Regarde la thechnologie utilisé sur la EV de GM et bon sang prend le temps de t'informer sur le moteur-roue d'hydro-Québec qui utilise une configuration différente!

Tu accroche sur les moteurs disponible sur le marché et non sur les moteurs de nouvelle technologie!

[Alain G]

Voici de la lecture sur le moteur d'hydro-Québec qui se nomme TM4, malheureusement ils ont abandonnés le moteur-roue mais la technologie reste la même:

http://www.tm4.com/technologie.aspx

[nlc]

Ça y est tu reviens encore sur le moteur à collecteur alors que j'en ai parlé qu'à titre d'exemple!

Mais Alain, quel que soit le moteur (CC à balais) ou brushless à aimant permanents, c'est pareil, le moteur a 2 constantes principales, Kv et Kc, et bouger l'un fait varier l'autre dans l'autre sens.

Ca c'est la première étape pour comprendre que sur ces moteurs, si tu rajoutes des spires pour augmenter le couple, tu vas réduire sa vitesse max à tension d'alim égale.

Le but de notre discussion est de comparer ce moteur avec un ensemble moteur/contrôleur mais tu reviens avec ton voltage constant!

Et évidemment que je parle de tension égale entre moteur d'origine et moteur rebobiné dans mes exemples, sinon ça n'a pas de sens de faire de comparaison voyons !!
As tu déjà ouvert une courbe de caractérisation moteur, on te parle de contrôleur dedans !? Non ! Il est caractérisé en l'alimentant sur une tension d'alim fixe et constante. Sur un brushless, le contrôleur dans ce cas sert juste à convertir le DC de l'alim en 3 phases AC, mais la tension indiquée sur la courbe de caractérisation moteur, c'est la tension AC 3 phases que voit le moteur, c'est tout.
Et en général la courbe est constituée comme ça : sur les Y (gauches et droites confondues), on a les courbes de tension (mais qui est constante), courant , rpm moteur, puissance mécanique fournies, et rendement.
Et sur le X on a la valeur du couple de l'arbre moteur. En X=0, c'est la gauche de la courbe, c'est quand le moteur est à vide. On peut voir à quelle vitesse il tourne, et déduire son coefficient Kv (rpm par volt, puisqu'on a la vitesse et la tension d'alim pour laquelle le moteur est caractérisé).
Puis on applique une charge de plus en plus forte au fur et à mesure qu'on avance dans les X afin de faire grimper le couple que fournit le moteur. Et pour chaque valeur de couple en X correspond donc en Y : un courant, les rpm moteur, la puissance fournie par le moteur, et son rendement.
De la courbe on peut donc aussi très facilement déduire son coefficient Kc (constante de couple, Nm par ampère), pour cela on prend un point de couple en X, vers le milieu ou la fin de courbe, et on divise la valeur du couple par la valeur du courant correspondant. J'invente rien, c'est comme ça que se caractérise un moteur.
Et souvent, cette courbe est faite pour plusieurs tensions d'alim différentes.
Tiens, voici une courbe de caractérisation d'un moteur brushless à aimants permanent (donc la même chose que le moteur dont il est question ici sauf que les bobinages ne peuvent pas être éloignés des aimants.)

http://www.electricmotorsport.com/store ... ilboat.gif

On peut s'amuser à calculer les constantes Kc et Kv :
On voit que cette courbe caractérise le moteur sous 36V, et que à vide (quand on demande pas de couple au moteur, à gauche de la courbe), il tourne à 3300rpm environ. Soit une constante de vitesse Kc de 3300/36, soit 91.6rpm par volt.
On peut facilement déduire la constante de couple aussi, prenons le dernier point de mesure de couple, soit 90LbIn (10.16Nm). On voit que quand on demande ce couple au moteur, il consomme 80A. Sa constante de couple est donc de 10.16Nm/80A soit 0.127Nm par ampère. Et sur ce point de fonctionnement, le moteur tourne à 2100rpm environ.

Donc le moteur est bien caractérisé à partir du tension continue et fixe non (mais représentée en 3 phases AC sur le moteur) !??

S'il nous arrivait de débobiner ce moteur pour le rebobiner avec plus de spires de section plus faible pour remplir le même volume de bobinage qu'à l'origine, pour par exemple doubler son couple et passer le Kc à 0.254Nm par ampère, et qu'on recaractérise le moteur pour connaître ses nouvelles caractéristiques, il faudra bien aussi l'alimenter sous 36V pour pouvoir comparer, non !? Et que verra t-on ?
Que à vide le moteur ne tourne plus à 3300rpm mais à 1650rpm (Kv de maintenant 1650/36 = 45.8rpm/V), et que quand on lui demande le même couple de 90LbIn (10.16Nm) que tout à l'heure, il ne va plus consommer 80A mais 40A (Kc de maintenant 10.16/40=0.254Nm/A) !! Et si on le charge pour qu'il absorbe 80A afin de comparer avec la configuration de bobinage précédente avec la même puissance électrique d'entrée (12V/80A), et bien sous 80A la nouvelle configuration du moteur va fournir 20.32Nm de couple (80A x 0.254Nm/A = 20.32Nm), mais il tournera 2x moins vite que tout à l'heure 2100/2=1050rpm), donc même puissance mécanique de sortie.

Je précise quand même avant qu'on me fasse la remarque que dans la 2eme configuration on a plus de résistivité dans les bobinages donc la pratique sera légèrement différente. Mais c'est pour démontrer rapidement que si on modifie Kc pour que le moteur soit plus coupleux, Kv bouge aussi)

Ca c'est la théorie de base du moteur, qu'il soit à balais ou brushless AC à aimants permanents !! Moi je n'invente rien ou t'affirme rien, c'est comme ça que se caractérise un moteur, c'est tout !

Ce petit rappel c'est pour te démontrer que sur un moteur donné, si tu changes une configuration pour lui donner plus du couple (plus de spires ou aimants plus puissants), il aura plus de couple pour le même ampérage en comparaison d'avant la modification, mais sa vitesse tournera plus lentement sous la même tension qu'avant également.

En résumé, les 2 configurations moteurs de l'exemple ci dessus (avant et après rebobinage) convertissent une même puissance électrique d'entrée en une même puissance mécanique de sortie mais de 2 façon différentes, vitesse élevée/couple faible pour le 1er cas, et vitesse faible/couple élevé dans le second.

Cette conclusion doit mettre la puce à l'oreille à tout le monde, puisque convertir la puissance d'entrée en plusieurs configuration de couple et de vitesse, c'est justement le boulot d'une boite de vitesse........

En résumé, pouvoir modifier dynamiquement les caractéristiques propres d'un moteur (ses constantes Kc et Kv), ça permet finalement de remplacer une boite de vitesse, et sur un moteur roue qui est en prise directe, c'est un gros plus pour améliorer à la fois le couple dispo au démarrage et la vitesse max que va pouvoir atteindre le véhicule pour une tension d'alim donnée, puisqu'on élargit la plage de fonctionnement du moteur.

Et sur ce moteur, en bougeant les bobinages par rapport aux aimants, ils modifient bien les constantes Kc et Kv du moteur, c'est pour ça que je persiste encore une fois à dire que c'est très interessant !

Ensuite reprenons le moteur brushless DC à aimant permanent qui m'a servi d'exemple ci dessus. On voit que sa vitesse max sous 36V est de 3300rpm.
C'est sa vitesse max qu'on ne pourra jamais dépasser sous ce voltage batterie avec le contrôleur à fond (tu y tient mettons le contrôleur) si on alimente normalement les phases de ce moteur, à savoir de manière à avoir "la tension sur la partie de la phase qui fournit le meilleur travail magnétique" (ta phrase). Ce point où "la tension fournit le meilleur travail magnétique", c'est le point ou tout le courant qu'on injecte sert à produire du couple, car le champ magnétique correspond pousse bien les aimants "tangentiellement", donc dans la bonne direction. Si tu rajoutes de l'avance dans le pilotage des phases, tu vas faire tourner plus vite ton moteur artificiellement (relis l'analogie du voilier, ça marche exactement pareil !!!) tu ne te trouveras plus sur ce point de fonctionnement, car la tension que tu vas mettre aux bornes du moteur va provoquer un courant dans les phases qui va provoquer un champ magnétique qui ne poussera plus les aimants dans la bonne trajectoire. Plus tu vas donner de l'avance et plus le courant va produire un champ qui va pousser les aimants dans une direction où il ne peuvent pas aller !! Et arrivé au cas extrème (on n'y va jamais évidemment c'est pour la compréhension), le champ des aimants vont se retrouver face à et tout le courant sera gaspillé, car les aimants/bobines vont se repousser mais sans provoquer de rotation moteur (donc zero couple) !!

Fait l'effort de lire et relire ce que j'explique, quand j'écris des messages ça me prend un temps fou.
Et si tu veux essayer de me prouver que j'ai tort, avance des exemples et des chiffres concret, ça aide à mettre en lumière les erreurs.

[Forhorse]

Pour résumer, si j'ai bien compris; dans un moteur brushless (a aimant permanent donc) on ne peut pas réduire le champ magnétique de l'inducteur a cause des aimants permanent (pas possible de réduire le courant d'excitation)

Du coup, si on veut augmenter la vitesse, on a pas d'autre solution (hormis cette géométrie variable) que d'augmenter la tension d'alimentation.
Autrement dit, quand on est à Vbat on est a fond.
Sauf qu'il n'y a pas que les hacheurs dans la vie. On sait très bien augmenter une tension sans pour autant multiplier le nombre de batterie (convertisseur boost ou fly-back)(ce que font très bien les onduleurs "tout bête" des installation solaire autonome)
ça ne se fait pas dans l'industrie parce que ce n'est pas nécessaire. mais sur un VE c'est tout à fait envisageable non ?

[Alain G]

nlc

Encore du bla bla sur le voltage constant alors que les nouvelle technologie dont je me tue à dire, utilise un survoltage pour augmenter le couple au besoin comme lors de l'accélération d'une voiture pour l'abaisser en croisière, ces nouveaux moteurs sont refroidies au liquide.


Je pourrais te retourner ton précédent commentaires "tu mélanges tout mon ami "!

Cesse de me prendre pour un con avec tes spire et tes leçons pour les débutants!


Lis les specs et tu verras bien 2 choses distinctes, le rendement max et le rendement continue!

Performance du système TM4 MФTIVE™

Couple (maximal)
170 Nm *
Couple (continu)
65 Nm
Puissance (maximale)
77 kWm *
Puissance (continue)
37 kWm
Plage de tension
220-400 V
Tension minimale d'operation 180 V
Refroidissement eau/glycol 55 °C

* 10 secondes, 25°C, 400 Vdc .

http://www.tm4.com/systeme_electrique.aspx

Autre exemple puisque tu tient au moteur DC, un moteur de 180volts DC utilisé avec un contrôleur de 230 volts AC qui transforme l'alimentation après redressement en 260 volts DC injecteras son maximum c'est à dire 260 volts DC vers le moteur en pleine charge ou accélération max mais vu que la charge est trop forte se traduiras en une limite de tension pour se changer en une augmentation du courant et à vide cette tension demeurerais constante!

[nlc]

Pour résumer, si j'ai bien compris; dans un moteur brushless (a aimant permanent donc) on ne peut pas réduire le champ magnétique de l'inducteur a cause des aimants permanent (pas possible de réduire le courant d'excitation)

Pas de l'inducteur mais de l'induit, mais c'est ça, le champ des aimants est fixe donc on peut pas jouer sur ce champ magnétique.

Du coup, si on veut augmenter la vitesse, on a pas d'autre solution (hormis cette géométrie variable) que d'augmenter la tension d'alimentation.
Autrement dit, quand on est à Vbat on est a fond.

Absolument ! Sauf qu'on peut jouer un peu sur l'avance pour accélérer un peu (ce que j'essaye d'expliquer avec le voilier), mais en faisant ça le moteur ne fonctionne plus de manière optimal, ça dégrade le rendement.

Sauf qu'il n'y a pas que les hacheurs dans la vie. On sait très bien augmenter une tension sans pour autant multiplier le nombre de batterie (convertisseur boost ou fly-back)(ce que font très bien les onduleurs "tout bête" des installation solaire autonome)
ça ne se fait pas dans l'industrie parce que ce n'est pas nécessaire. mais sur un VE c'est tout à fait envisageable non ?

Ouais, sauf que ces convertisseurs dont tu parles ce sont aussi des types de hacheurs ;)
Et un convertisseur de type boost pour alimenter un moteur c'est très chiant car on peut pas utiliser l'inductance moteur pour faire l'élévation de tension, il faut une inductance indépendante, et il faut qu'elle supporte tout le courant moteur, donc grosse inductance, encore des pertes résistive, de la complexité, etc....

[Forhorse]

Ouais, sauf que ces convertisseurs dont tu parles ce sont aussi des types de hacheurs ;)
Et un convertisseur de type boost pour alimenter un moteur c'est très chiant car on peut pas utiliser l'inductance moteur pour faire l'élévation de tension, il faut une inductance indépendante, et il faut qu'elle supporte tout le courant moteur, donc grosse inductance, encore des pertes résistive, de la complexité, etc....

Oui c'est sûr, c'est plus compliqué et plus chère qu'un simple hacheur buck. C'est pour ça que ça ne s'utilise pas dans l'industrie.
Mais techniquement c'est possible et technologiquement au point.
Après c'est surtout une histoire de différence de prix entre les 2 solutions. (ça sera à celui qui coute le moins chère a produire en série : un moteur à géométrie variable ou un gros élévateur de tension?)

[Alain G]

Pour résumer, si j'ai bien compris; dans un moteur brushless (a aimant permanent donc) on ne peut pas réduire le champ magnétique de l'inducteur a cause des aimants permanent (pas possible de réduire le courant d'excitation)

Pas de l'inducteur mais de l'induit, mais c'est ça, le champ des aimants est fixe donc on peut pas jouer sur ce champ magnétique.

Du coup, si on veut augmenter la vitesse, on a pas d'autre solution (hormis cette géométrie variable) que d'augmenter la tension d'alimentation.
Autrement dit, quand on est à Vbat on est a fond.

Absolument ! Sauf qu'on peut jouer un peu sur l'avance pour accélérer un peu (ce que j'essaye d'expliquer avec le voilier), mais en faisant ça le moteur ne fonctionne plus de manière optimal, ça dégrade le rendement.

C'est un moteur brushless sans commutateur alors on change simplement la fréquence!

Sauf qu'il n'y a pas que les hacheurs dans la vie. On sait très bien augmenter une tension sans pour autant multiplier le nombre de batterie (convertisseur boost ou fly-back)(ce que font très bien les onduleurs "tout bête" des installation solaire autonome)
ça ne se fait pas dans l'industrie parce que ce n'est pas nécessaire. mais sur un VE c'est tout à fait envisageable non ?

Ouais, sauf que ces convertisseurs dont tu parles ce sont aussi des types de hacheurs ;)
Et un convertisseur de type boost pour alimenter un moteur c'est très chiant car on peut pas utiliser l'inductance moteur pour faire l'élévation de tension, il faut une inductance indépendante, et il faut qu'elle supporte tout le courant moteur, donc grosse inductance, encore des pertes résistive, de la complexité, etc....

Il sont tous fait pour fournir un voltage plus élevé que la capacité du moteur alors rien de nouveau!

Alimenter un contrôleur avec le même voltage que le moteur revient à oublier la contre-réaction, ce qui signifie un manque de contrôle et de couple!

[nlc]

Encore du bla bla sur le voltage constant alors que les nouvelle technologie dont je me tue à dire, utilise un survoltage pour augmenter le couple au besoin comme lors de l'accélération d'une voiture pour l'abaisser en croisière, ces nouveaux moteurs sont refroidies au liquide.

J'arrive pas à mettre de la technique sur les termes "vaseux" que tu emploies ':(
Qu'appelles-tu nouvelle technologie et surtout survoltage !? Parles-tu comme le suggère forhorse de mettre un convertisseur boost pour permettre d'élever la tension moteur par rapport à la tension batterie !?
Si c'est d'un truc comme ça dont tu parles, pourquoi tu parles de nouveaux moteurs !? Un moteur brushless à aimant permanent c'est des bobines et des aimants, qu'est-ce que les moteurs dont tu parles auraient de nouveau !?

Cesse de me prendre pour un con avec tes spire et tes leçons pour les débutants!

Faut bien commencer par les bases pour aller plus loin dans la compréhension il me semble, et mes leçons comme tu dis permettront peut être à quelques uns de comprendre comment fonctionne un moteur, ses limites, ce qu'on peut faire avec ou pas.

Lis les specs et tu verras bien 2 choses distinctes, le rendement max et le rendement continue!

Je ne vois aucune valeur de rendement dans ton tableau !? J'ai la berlue, ou bien tu confonds rendement et couple !?
La doc dit (comme sur la doc de n'importe quel autre moteur) quelles sont les limites de fonctionnement. La doc dit que le moteur peut fournir en continu un couple de 65Nm, et qu'il peut fournir bien plus pendant quelques secondes (170Nm). Ca correspond en fait à la capacité de reffroissement du moteur, puisque le couple est proportionnel au courant (constante Kc...), une forte demande de couple signifie plus de courant dans le moteur, et signifie plus de perte dans la résistance des bobinages.
Il y a donc une valeur de courant qu'il peut tenir en continu sans surchauffer, et une valeur crête de courant qu'il va supporter, mais pas plus de 10s....

Performance du système TM4 MФTIVE™

Couple (maximal)
170 Nm *
Couple (continu)
65 Nm
Puissance (maximale)
77 kWm *
Puissance (continue)
37 kWm
Plage de tension
220-400 V
Tension minimale d'operation 180 V
Refroidissement eau/glycol 55 °C

* 10 secondes, 25°C, 400 Vdc .

http://www.tm4.com/systeme_electrique.aspx

Suis allé voir la doc....
Il n'y a rien de révolutionnaire la dedans, je comprends pas du tout là !! Ils ont juste un bon moteur avec excellent rapport poids puissance, un bon contrôleur compact aussi, mais cet ensemble fonctionne comme tous les autres ensemble contrôleur moteur brushless à aimant permanent !!!

Autre exemple puisque tu tient au moteur DC, un moteur de 180volts DC utilisé avec un contrôleur de 230 volts AC qui transforme l'alimentation après redressement en 260 volts DC injecteras son maximum c'est à dire 260 volts DC vers le moteur en pleine charge ou accélération max mais vu que la charge est trop forte se traduiras en une limite de tension pour se changer en une augmentation du courant et à vide cette tension demeurerais constante!

Oui c'est exact, et ? Quel rapport ?
Quand un moteur est spécifié pour un voltage, c'est souvent parce que c'est un voltage max à ne pas dépasser, pour ne pas le détruire lorsqu'il est à vide par une vitesse trop importante.
Donc en amont rien n'empêche d'avoir une tension bien plus importante que la tension max du moteur, dès l'instant ou on surveille sa vitesse, car finalement, c'est ça qui peut détruire, pas le survoltage en lui même.
Donc l'intérêt de ton montage, c'est de pouvoir accélérer le moteur avec un couple max jusqu'à la vitesse moteur à laquelle il vaut mieux s'arrêter pour pas le détruire.
Mais je repète la question, quel rapport avec ce que j'essaye de te faire comprendre depuis le départ, à savoir que changer Kc et Kv dynamiquement est intéressant (sujet du sujet), et que l'accélération artificielle par avance de phase que tu défendait au début dégrade son rendement ?

[Alain G]

Le rendement c'est 94% mais ça ne veut rien dire car on n'as pas la courbe de rendement en fonction du tr/m et de la charge!

T'auras beau avoir la configuration que tu veux mais tu n'auras aucune constance avec une charge variable même avec ce système, ni pour la tension ni pour le courant, alors pourquoi répète tu toujours ces constantes?


Ça varie toujours en fonction de la charge appliqué!

Même si tu stabilise la tension, le courant changeras toujours!



Je me suis mal exprimé sur l'avance de phase qui se traduit par la fréquence quand on parle d'un brushless bien sure!

La ou j'ai mis l'accent c'est sur la partie de la pulse transmit qui est sectionné en ne la reproduisant pas complètement pour question d'économie d'énergie, mais comme tu n'en a pas entendu parler c'est inutile d'argumenter la dessus, de la ou intervient la nécéssité d'avoir un capteur de position pour le rotor vs le stator!