Dmarche de conception dun lyce Dmarche de conception

Démarche de conception d’un lycée :

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Informations techniques - Architecture électrique simple - Puissance lumineuse - Caractéristiques d’un plateau de cellules - Caractéristiques des accus - Caractéristiques d’un moteur - Puissance mécanique nécessaire Utilisation de ces informations - Puissance électrique d’un panneau de cellules - Charge des accus - Motorisation optimiste - Plage de vitesse d’un moteur

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Informations techniques

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Panneau de Accus 14 cellules 5 elts Ni-MH 2 ou 3 fils Variateur électronique Moteur Réducteur BEC Récepteur radio Servo moteur direction

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Puissance lumineuse moyenne entre 10 h et 18 h : Pl = 450 W/m 2

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Courbes caractéristiques d’un plateau de 14 cellules de 125 x 125 mm soumis à une puissance lumineuse de 450 W/m 2 La puissance maxi existe pour une tension de 6, 3 V

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Courbes caractéristiques en charge et décharge d’un élément Ni-MH de 2400 m. Ah

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Courbes caractéristiques du moteur Speed 400 7, 2 V sous 6, 3 V

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Puissance mécanique d’un véhicule pour l’épreuve d’endurance

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Utilisation de ces informations

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Pl = 450 W/m 2 surface de cellules Puissance électrique moyenne Puissance maxi à 14 h S= 0, 22 m 2 rendement η = 15% Pe = Pl. S. η = 15 W Pe max = 27 W

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Courbes caractéristiques d’un plateau de 14 cellules de 125 x 125 mm soumis à une puissance lumineuse de 450 W/m 2 Pour la tension 6, 3 V, correspondant à la puissance maxi, l’intensité est 2, 4 A Attention, à 14 h sous 810 W/m 2, l’intensité serait 4. 3 A

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Courbes caractéristiques en charge et décharge d’un élément Ni-MH de 2400 m. Ah Pour tenir une tension de 5 V (récepteur radio) en décharge, 4 éléments ne suffisent pas. Il faut donc 5 éléments. Pour commencer la charge de 5 éléments, il nous faut 1, 3 V / élt soit 6, 5 V. A cette tension le panneau délivre 2, 3 A (puissance de charge 15 W) Mais plus les accus se chargent, plus la tension de charge doit être élevée. Le panneau délivre donc moins d’intensité. Charge 10% 20% 30% 40% 50% Tension 7 V 7, 15 V 7, 25 V Intensité 2 A 1, 75 A 1, 62 A 1, 5 A 1, 35 A 12, 4 W 11, 6 W 10, 8 W 9, 8 W de Puissance 14 W charge

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Calcul de la vitesse pour passer la montagne avec élan L’énergie cinétique se transforme en énergie potentielle : ½. m. v 2 = m. g. h avec h = 1 m v = 4, 4 m/s = 16 km/h Si cette vitesse n’est pas atteinte, il faut utiliser un variateur mécanique ou une boite de vitesse v h

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Analyse des éléments du véhicule le plus courant : v = 16 km/h Moteur speed 400 Réducteur R = 1/6 Roue motrice Ø 65 mm ωroue = 137 rad/s ωmoteur = ωroue / R = 820 rad/s Nmoteur = 7830 tr/min vitesse/vitesse à vide = 7830/14000= 0, 56 Pméca = 7, 3 W η = 0, 5 Pélec = Pméca/ η = 14, 6 W Imoteur = Pélec / U = 14, 6 / 6, 3 = 2, 3 A Itotale = Imoteur + Iservo = 2, 3 + 0, 3 = 2, 6 A

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Sous 450 W/m 2, que se passe t-il si l’intensité du courant appelé est supérieure à 2, 5 A ? 1) 2) Les accus se déchargent La tension s’écroule en dessous de 5 V 3) La radio ne répond plus

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Et si on choisissait de fonctionner au rendement maximum moteur ? Phase transitoire ou limitée en (A) Réducteur R = 1/9 ωmoteur = ωroue / R = 1230 rad/s Nmoteur = 11760 tr/min vitesse/vitesse à vide = 11760/14000= 0, 84 Pméca = 7, 3 W η = 0, 66 Pélec = Pméca/ η = 11 W Imoteur = Pélec / U = 11 / 6, 3 = 1, 8 A Itotale = 1, 8 + 0, 3 = 2, 1 A

Démarche de conception du lycée Saint Exupéry Conclusion Choisir le diamètre de roue motrice et le rapport de réduction pour obtenir : Vitesse rotation moteur = 84% x vitesse à vide Remarques Les véhicules qui sont devant, sont ceux qui sont fiables, qui ne cassent pas. Les véhicules qui restent devant sont ceux qui ont une vitesse bien adaptée à l’énergie lumineuse.

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