Calcul transmission puissance d'énergie

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woulat
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Calcul transmission puissance d'énergie

par woulat » 02 Juin 2020, 21:55

Bonjours à tous

Malgrés mais connaissance je n'arrive pas à trouver de réponse logique

J'ai un renvoi d'angle multiplicateur qui a un ratio de 1/2.78


ENNONCE DU PROBLEME :

je fais tourner l'arbre d'entré du renvoi d'angle à 540 tr/min
(donc l'arbre de sortie tourne à 1501 tr/min (540 x 2.78 = 1501)
j'envoie une puissance de 7000watt sur l'arbre d'entré
Il y a donc un couple de 123.79Nm sur l'arbre d'entré (d'aprés un site de calcul)

Sachant que le constructeur informe qu'a 540 tr/min le renvoi d'angle peut absorber au maximum 7000watt et à 1000 tr/min il peut absorber 15000 watt


MES QUESTIONS :

-La puissance et le couple sur l'arbre de sortie on t'il été influé par le ratio de multiplication ? si oui quel est leur valeur désormais?

-Si sur l'arbre de sortie j'ai un outil rotatif qui demande une puissance de 750 watt à 2000tr/min
et sachant que :
je fais tourner l'arbre d'entré à 100 tr/min
et que je lui envoie une puissance de 50000 watt
Le renvoi d'angle peut t'il résister ? si non pourquoi ?



Merci , je me réjouie d'anvance de lire vos réponse



Black Jack
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Re: Calcul transmission puissance d'énergie

par Black Jack » 03 Juin 2020, 13:14

Bonjour,

La Puissance en entrée = Puissance en Sortie (au rendement près)

Une des limitations est le couple (entrée ou sortie). Si il est trop grand ... cela casse (on arrache des dents ou ...)

Les données aux 2 vitesses, donnent des couples d'entrée de 124 Nm (à 540 tr/min) et de 143 Nm (à 1000 tr/min)

On ne peut donc pas décemment dépasser les couples trouvés ci-dessus.
Dit autrement, tant que la vitesse ne dépasse pas la vitesse max recommandée par le constructeur, la puissance disponible pour un vitesse N (en tr/min) à l'entrée est donnée par :

P = Cnom * N * 2Pi/60

Ici, C nominal est de l'ordre de 124 Nm (ou 143 Nm) ... et donc à 100 tr/min, la puissance disponible est P = 124 * 100 * 2Pi/60 = 1300 W

Inutile de dire que le renvoi d'angle va être écrabouillé si on tente de lui faire "passer" une puissance de 15000 W

8-)

woulat
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Re: Calcul transmission puissance d'énergie

par woulat » 03 Juin 2020, 23:35

Bonjour

Merci du temps passé pour votre réponse de qualitée cela dit,

J'ai quand même du mal à comprendre 2 choses:

-si la puissance d'entrée = puissance de sortie et sachant qu'il y a une multiplication de vitesse de 2,78 le couple en sortie a diminué logiquement ?

[en entré (540 tr/min ) 124 x 540 x 2Pi/60 = 7000watt] entré -> 124nm

[donc en sortie 540 x 2.78 = (1501tr/min ) 44.5 x 1501 x 2Pi/60 = 7000watt ] sortie -> 44.5 nm

-est t'on d'accord que la "puissance" est une valeur virtuelle ?? elle n'est pas palpable, c'est la combinaison de deux valeurs réelle (la vitesse de rotation) que l'on peut mesurer simplement et d'une autre part ( le couple ) que l'on peut visualiser avec une clé dynamométrique par exemple

Merci les réponses

Black Jack
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Re: Calcul transmission puissance d'énergie

par Black Jack » 04 Juin 2020, 12:40

Bonjour,

"-si la puissance d'entrée = puissance de sortie et sachant qu'il y a une multiplication de vitesse de 2,78 le couple en sortie a diminué logiquement ?"

Bien évidemment, si n est le rapport de réducteur on a :

N2 = n * N1
C2 = C1/n
de telle sorte que N2*C2 = N1*C1 (si pas de perte)
Et donc puissance sortie = puissance entrée.

Si il y a des pertes (frottement), alors le rendement "eta" est < 1 et on aura :
puissance sortie = eta * puissance entrée.

Le rapport des vitesses reste n mais le rapport entre le couple nécessaire en entrée et le couple utile en sortie est affecté par le rendement.

N2 = n * N1
C2(utile) = eta * C1/n
******

"-est t'on d'accord que la "puissance" est une valeur virtuelle ?? elle n'est pas palpable, c'est la combinaison de deux valeurs réelle (la vitesse de rotation) que l'on peut mesurer simplement et d'une autre part ( le couple ) que l'on peut visualiser avec une clé dynamométrique par exemple
"

Pas vraiment, on peut mesurer le couple avec une clé dynanométrique ... si la vitesse est nulle (rotor bloqué) et donc cette méthode ne peut pas fonctionner en dynamique.

Et de toutes manières, la notion de puissance n'a aucun sens avec le rotor bloqué.

Comme la puissance = Couple * vitesse angulaire

Si la vitesse angulaire est nulle, la puissance sera nulle quel que soit le couple appliqué.
Et si ce couple est trop grand ... on casse tout (bien que la puissance est nulle).

On peut "casser" le machin de plusieurs manières.

- Si la vitesse est trop grande (force centrifuge sur les éléments tournants)
- Si le couple est trop grand (on abîme, voire arrache les dents des roues et pignons)
- Si les pertes sont trop grandes (destruction par échauffement)

On doit donc limiter la vitesse (quel que soit le couple, pour éviter la destruction par force centrifuge)
mais on doit aussi limiter le couple (quel que soit la vitesse, pour éviter la destruction des dents)
et on doit aussi limiter la puissance (pour éviter la destruction par échauffement (Pertes = (1 - eta) * Puissance)

Si on appelle Cmax, le couple d'entrée maximal admissible (pour ne pas abîmer le réducteur), la puissance maximale disponible à la vitesse N (en tr/min) à l'entrée est :

P = Cmax * N * 2Pi/60 (avec P en W et Cmax en Nm)

P = 0,105 * Cmax * N

Comme on donne P = 7000 W pour N = 540 tr/min, on calcule Cmax = 7000/(0,105*540) = 123 Nm
et avec P = 15000 W à N = 1000 tr/min, on calcule Cmax = 143 Nm

On connaît donc un ordre de grandeur de Cmax ... (123 à 143 Nm) et on ne devrait pas, quelle que soit la vitesse, dépasser cette ordre de grandeur de Cmax

A 100 tr/min en entrée, cela donne : P = 0,105 * Cmax * 100 et même avec Cmax = 143 Nm --> P = 1500 W
C'est l'ordre de grandeur de la puissance admissible à 100 tr/min
Cela ne veut pas dire qu'à 1501 W, on va tout casser ... Par contre avec 50000W à 100 tr/min, on aura un couple d'entrée appliqué de 4762 Nm
, soit plus de 30 fois l'ordre de grandeur du Couple max estimé ---> Là, on est sûr de tout casser.

8-)

woulat
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Re: Calcul transmission puissance d'énergie

par woulat » 04 Juin 2020, 23:49

Bonjour

Merci d'avoir prit le temps de rédiger une réponse claire

encore une dernière chose :

- Si je lui envoie 50000W à 100tr/min sachant qu'il tourne dans le vide (sans charge sur l'arbre de sortie) , pourquoi il éclaterais ?
d'après ce qu'il me semble logique il lui faut une force de résistance sur l'arbre de sortie qui , oui, si le couple dépasse la valeur max du fabricant il peu ce détériorer

merci d'avance

Black Jack
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Re: Calcul transmission puissance d'énergie

par Black Jack » 05 Juin 2020, 13:15

woulat a écrit:Bonjour

Merci d'avoir prit le temps de rédiger une réponse claire

encore une dernière chose :

- Si je lui envoie 50000W à 100tr/min sachant qu'il tourne dans le vide (sans charge sur l'arbre de sortie) , pourquoi il éclaterais ?
d'après ce qu'il me semble logique il lui faut une force de résistance sur l'arbre de sortie qui , oui, si le couple dépasse la valeur max du fabricant il peu ce détériorer

merci d'avance


- Si je lui envoie 50000W à 100tr/min sachant qu'il tourne dans le vide (sans charge sur l'arbre de sortie) ,

Cela ne veut rien dire.
On alimente un moteur avec une tension, et il consomme un courant fonction du couple résistant.
Si le couple résistant est nul (ou négligeable), le courant consommé par le moteur sera quasi nul et donc la puissance fournie au moteur par le générateur sera quasi nulle.

8-)

woulat
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Re: Calcul transmission puissance d'énergie

par woulat » 05 Juin 2020, 20:42

Bonjour,

Merci la comparaison est intéressante pour comprendre

Pourquoi es-ce que le fabricant donne une résistance différente suivant la vitesse de rotation:
-(540tr/min, 7000w, 123Nm )
et
-(1000tr/min, 15000w, 143Nm )

- ceci voudrai dire que si je le fait tourné lentement à la main (la valeur du couple et de la puissance vas donc baisser) et que je freine l'arbre de sortie avec l'autre main je pourrai le cassé simplement ?
sa me parait pas logique là

-Comment es ce possible qu'a une certaine vitesse de rotation il peut absorber telle puissance et à une vitesse de rotation plus grande il peut absorber une plus grande puissance ?
les matériaux qui compose le boitier ne vont pas changer leurs structures atomique suivant la vitesse de rotation

Merci d'avance

Black Jack
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Re: Calcul transmission puissance d'énergie

par Black Jack » 05 Juin 2020, 21:39

Tu as un gros soucis pour comprendre les notions de couple et de puissance.

Supposons que la sortie du réducteur soit bloquée ... il ne peut donc pas tourner.
Si on augmente le couple en entrée suffisamment fort, ca va casser ... or la puissance est nulle (puisque la vitesse est nulle)

Donc, la puissance ne peut pas expliquer qu'il va y avoir de la casse.

C'est le couple qui, si il est trop grand, va provoquer la casse.

Pour tenter le faire comprendre cela :
Supposons un vis serrée, si on serre de plus en plus fort, bien que la vis ne bouge plus ... elle va casser.
Le couple appliqué à la vis, si il est trop grand ---> crac
Or, serrer la vis de plus en plus fort (alors qu'elle était déjà bien serrée et donc bloquée) ne demande aucune puissance.
Ce n'est pas la "puissance" qui provoque la casse mais bien le couple.

Pour un moteur qui entraîne un réducteur entrainant une charge, ce qui provoquera la casse est la valeur du couple (provoqué par la "résistance" de la charge), il y a un couple maximum à ne pas dépasser, sinon cela casse.
Pareillement au cas de la vis, ce n'est pas la "puissance" qui provoque la casse mais bien le couple (si trop grand).

Ici, on peut estimer le couple permis en entrée à un peu plus que 143 Nm ... ce qui correspond à un couple de freinage provoqué sur la sortie de 143/2,78 = 51 Nm
L'ensemble peut supporter (sans casser) des couples un peu plus grands que ceux calculés ci-dessus ... mais pas beaucoup plus.

Donc, si tu veux casser le machin "à la main", il faudra que tu sois capable de bloquer la sortie à la main en lui appliquant un couple supérieur à 51 Nm et que de l'autre main, tu appliques (a la main) à l'entrée du dispositif un couple supérieur à 143 Nm.
Cela demande une puissance nulle ... puisque la vitesse est nulle (mais de là à pouvoir appliquer les couples à la main ...)

"-Comment es ce possible qu'a une certaine vitesse de rotation il peut absorber telle puissance et à une vitesse de rotation plus grande il peut absorber une plus grande puissance ?
les matériaux qui compose le boitier ne vont pas changer leurs structures atomique suivant la vitesse de rotation"


De nouveau, confusion, la puissance n'est pas absorbée par le réducteur, ni d'ailleurs par le moteur.

La puissance est tirée du réseau de distribution électrique et absorbée par la charge , le moteur et le réducteur ne servent que de transmetteurs, ils permettent de "transférer" la puissance du réseau électrique vers la charge.

Le réducteur cassera si le couple qu'il transfert est trop grand ... quelle que soit la vitesse et donc quelle que soit la puissance transférée.


8-)

woulat
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Re: Calcul transmission puissance d'énergie

par woulat » 05 Juin 2020, 23:16

ReBonjour,

PARFAIT !

Merci beaucoup Black Jack vous m'avez bien éclairé, je vous remercie encore de prendre du temps pour rédiger des messages détaillés

cordialement

 

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