Moteur électrique Tiga à géométrie variable, impessionnant !

[bidouille23]

Bonjour , impressionant je trouve , a voir le couple réel :

http://www.youtube.com/watch?v=6_41btVawMc

a plus

[Alain G]

Salut Bidouille!

C'est un moteur roue classique avec déplacement axial du stator à l'aide d'un moteur, moins performant que le moteur-roue complètement contrôlé par l'électronique qui est plus économique en énergie car il contrôle le voltage et le temps d'alimentation avec moins de pertes de résistances dans les bobines!

Bref! Vieille technologie ou on peut voir l'oscillation de la roue à l'arrêt par manque de contrôle!

[nlc]

En fait que pense que leur idée n'est pas mauvaise du tout. Ca permet d'augmenter nettement la plage d'utilisation du moteur :

Pour vulgariser, un moteur électrique, en fonction du nombre de spires sur ses bobinages, aura plus ou moins de couple. Plus de bobinages = plus de couple à courant égal. Mais l'inconvénient c'est qu'on fait baisser la vitesse max (à tension égale). Et oui, plus de spires = plus de couple, mais aussi plus de backfem, donc la tension backfem atteint la tension d'alim à une vitesse de rotation plus faible.

On voit bien le souci : pour un moteur roue qui est en prise directe, il faut trouver le bon compromis entre le couple maxi que peut fournir le moteur au démarrage pour avoir une bonne accélération, et la vitesse max qu'il va pouvoir atteindre par rapport à une tension de batterie donnée.

Si par exemple on double le couple (on augmente le nb de spire), on diminue par 2 la vitesse max. Si on veut quand même ce couple mais la même Vmax qu'avant le rajout de spires, alors il faut doubler la tension batterie ! Mais c'est problématique puisque ça complique le pack (bms des batteries lithium, etc...), le contrôleur est plus cher, etc....

Là leur idée est très intéressante, car elle permet de faire un moteur très coupleux, qui normalement aurait donc une Vmax assez faible, sans doute trop faible pour la vmax qu'ils voudraient pour le véhicule.

Mais en sortant les bobinages (ce qui revient à éloigner les aimants), à vitesse de rotation moteur égale la tension backfem du moteur est donc plus faible, ce qui permet de le faire tourner plus vite avec la même tension batterie !! Mais avec moins de couple évidemment (d'ailleurs on entend bien la roue accélérer quand ils sortent les aimants).

Ca joue finalement le rôle d'une boite de vitesse, quand les aimants sont rentrés, on a fort couple et vitesse lente, et quand ils sont sortis, on a moins de couple mais plus de vitesse. Comme sur une voiture, plus on monte les rapports, moins on a de couple aux roues.

Je vais suivre ce truc de près c'est une très bonne idée je trouve !!

[nlc]

Bref! Vieille technologie ou on peut voir l'oscillation de la roue à l'arrêt par manque de contrôle!

La petite oscillation c'est juste le rotor (la roue) qui oscille autour de la position où les aimants sont en face des bobines, c'est pas un manque de contrôle

[Arnaud M]

J'ai pas vu la vidéo, mais d'après l'explication de nlc,
Ca revient alors à faire 2 bobinages sur le même noyau magnétique d'une phase, un qui est alimenté pour les basses vitesses fort couple, l'autre qui est alimenté pour les hautes vitesses?

[bidouille23]

Bjour,


Je sus plutot de l'avis de NLC aussi (peut être que c'est un vieux principe ) quand j'ai vue le déplacement du stator j'ai trouvé ça génial .

Arnaud non c'estle stator qui sort de son emplacement de départ après avoir atteins la Vmax ;) et s'en suis tout ce qu'à expliqué Nlc .

Et pour ce qui est des vibrations , il y en a deux sortes , une a pleine vitesse , soit c'est son pneu qui se déforme soit un balourd sur la roue j'imagine , et la vibration de la fin je dirais aussi que cela viens de l'arrêt du mateur en phase "d'equilibre magnetique ", ceci dis j'ai l'impression d'entendre un Telma de camion quand il ralenti , _ça a l'air d'ussi bien freiner qu'accelérer .

Je vais essayer de trouver un peu plus peut un essai monter sur un moto ou un trick qui sais .

Si vous trouvé autre chose la dessus je veux bien voir aussi .

allez a plus tard

[Forhorse]

Mais si je ne me trompe pas, c'est exactement la même chose qu'un moteur CC à excitation shunt dont on réduirait fortement le courant d'excitation...
Et puis j'ai du mal à voir l’intérêt technologique en fait. Si c'est une bidouille d'amateur visant a simplifier la conception d'un contrôleur alors c'est une très bonne idée.
Mais pour une application industrielle à grande échelle, je suis sûr qu'on peut obtenir le même effet par de l’électronique.
Car ça complique la conception mécanique du moteur et en réduit d'autant la fiabilité.

[Alain G]

On peut faire mieux avec l'électronique et le moteur-roue 'hydro-Québec l'a prouvé!

nlc

Je ne suis pas daccord avec toi sur le fond et je ne vois aucun intérêt avec ce genre de conception qui est l'équivalent d'un moteur à balais ou l'on tourne le porte balais, ni plus ni moins, car en tournant le porte balais on peut diminuer la vitesse en augmentant le couple et l'inverse!

Dans l'autre sujet "Citroen BX" tu explique clairement le fonctionnement du contrôleur hacheur mais ici tu semble l'oublier!

En mode tout électronique pour augmenter la vitesse avec un moteur-roue de ce type on joue avec la fréquence, l'augmentation du couple est contrôlé par le voltage qui se traduit par l'intensité sur la bobine pour un effet magnétique supérieur. C'est le même principe que pour un contrôleur de moteur AC 3 phases mais avec plus de phases!

Je pense toujours que cette technologie est dépassé et vieille qui n'a plus sa place aujourdhui!

[nlc]

Mais si je ne me trompe pas, c'est exactement la même chose qu'un moteur CC à excitation shunt dont on réduirait fortement le courant d'excitation...

Absolument, à la différence près que là c'est un moteur sans balais et à aimants permanents.
D'ailleurs, sur les moteurs à excitation série, où l'induit est en série avec l'inducteur (donc courant induit = courant inducteur), il faut faire très attention quand le moteur est a vide ! Car quand le courant baisse, la backfem baisse aussi, donc à tension batterie égale le moteur peut tourner plus vite, et le processus peut continuer jusqu'à la destruction sur les moteurs dont les pertes par frottement ne permettent pas la stabilisation de la vitesse (quand le courant induit et inducteur ne peut plus baisser) avant que les éléments du rotor ne soient propulsés sur la lune

Et puis j'ai du mal à voir l’intérêt technologique en fait. Si c'est une bidouille d'amateur visant a simplifier la conception d'un contrôleur alors c'est une très bonne idée.

Je vais détailler plus bas en répondant à Alain

Mais pour une application industrielle à grande échelle, je suis sûr qu'on peut obtenir le même effet par de l’électronique.

Moi j'en suis pas sûr, j'explique mon point de vue en dessous

Car ça complique la conception mécanique du moteur et en réduit d'autant la fiabilité.

Oui ça complique. Mais ce moteur est monté sur un véhicule solaire très abouti développé par une université Japonaise, donc j'imagine qu'ils ont bien étudié le pour et le contre et n'ont pas fait ça par hasard. Et de mon point de vue ça apporte vraiment un plus, mais évidemment c'est pas applicable partout mécaniquement parlant

On peut faire mieux avec l'électronique et le moteur-roue 'hydro-Québec l'a prouvé!

Je ne connais pas "hydro quebec", tu as un lien ?
Ensuite pour l'électronique, il faut quand même arrêter de penser qu'on peut tout faire avec, elle a des limites quand même ! Et c'est un électronicien qui parle (c'est mon métier) !

nlc

Je ne suis pas daccord avec toi sur le fond et je ne vois aucun intérêt avec ce genre de conception qui est l'équivalent d'un moteur à balais ou l'on tourne le porte balais, ni plus ni moins, car en tournant le porte balais on peut diminuer la vitesse en augmentant le couple et l'inverse!

Oui, bien sûr qu'on peut modifier un peu couple et vitesse en jouant sur la position du porte balais. Mais ce réglage a des limites, tu penses pouvoir multiplier la vitesse par 2, 3, ou plus, sans conséquence !?? Non !!

Donc tu ne vois pas d'intérêt malgré mes explications plus haut, je vais essayer de détailler un peu plus mon point de vue :

Commencons par une analogie pour vulgariser ce qu'il se passe dans le moteur.
Prenons un voilier (avec une voile totalement plane), qui avance dans la même direction que le vent. Voile parfaitement perpendiculaire au vent, la surface d'exposition est maximum. C'est dans cette configuration qu'on peut dire qu'on a la poussée maximale (équivalent du couple sur le moteur). Et dans cette configuration, la vitesse maxi du voilier, c'est la vitesse du vent (on vire les frottement de l'eau). L'équivalent de la vitesse de vent, sur le moteur, ça serait la tension d'alim, et la vitesse propre du voilier correspondrait à la backfem du moteur.

Plus la différence entre vitesse du vent et vitesse du voilier est importante, plus on a de poussée sur la voile. Sur le moteur c'est pareil, plus la différence entre tension d'alim et tension backfem du moteur est importante, plus on a de courant et donc de couple. Pour le voilier, la poussée maxi c'est quand le voilier est arrếté (différence max entre vitesse vent et vitesse voilier), et sur le moteur c'est pareil, le courant max (et donc couple max), c'est quand le moteur est arrếté (différence max entre tension d'alim et backfem, qui vaut 0 quand le moteur est arrêté).

Sur le voilier à voile plate, si on veut aller plus vite que la vitesse du vent, il faut changer de trajectoire en gardant la voile toujours perpendiculaire au vent. Plus la trajectoire du voilier se rapproche de la perpendiculaire au vent, plus la vitesse va augmenter (et être supérieure à celle du vent donc).
Mais on voit bien aussi que plus la trajectoire se rapproche de la perpendiculaire de l'axe du vent, plus le vent (la poussée), va avoir tendance à faire renverser le bateau (la poussée s'effectuant de plus en plus latéralement) plutôt que le faire avancer.

Sur le moteur c'est pareil, en modifiant la position du support des balais sur un moteur CC (ou en modifiant électroniquement le pilotage des phases d'un moteur brushless), on peut artificiellement le faire accélérer, et lui faire dépasser la vitesse maxi qu'il peut obtenir pour une tension d'alim donnée (=vitesse du vent) avec le support de balais réglé pour que le flux magnétique permette le couple maximal (=trajectoire bateau identique à la direction du vent).

Mais on a le même inconvénient que sur le bateau, plus on va accélérer artificiellement le moteur (modif position support à balais ou avance sur le pilotage des phases moteurs sur un brushless), moins le courant (=la poussée sur la voile) va avoir tendance à produire du couple sur l'arbre moteur. Jusqu'au point où tout le courant est bêtement dissipé dans les résistances des bobinages sans apporter aucun couple sur l'arbre moteur (quand les 2 champs magnétiques induit/inducteur ou aimant/bobinage finissent par se retrouver complètement face à face).

Donc conclusion : oui, on peut accélérer le moteur artificiellement, soit mécaniquement (modif position support à balais), soit électroniquement dans le contrôleur pour un brushless, mais ce n'est pas sans conséquence, car plus on accélère artificiellement et moins le courant qu'on injecte dans le moteur sert à produire du couple, et plus il est perdu en échauffement dans les bobinages. Ca se traduit en un rendement moteur qui baisse au fur et à mesure qu'on accélère artificiellement, et donc forcément un échauffement moteur plus important.

De plus, Alain, tu constateras par toi même que sur un moteur sur lequel on peut bouger la position du support des balais, on n'a pas non plus une très large marge de manoeuvre. Car le but de ce réglage, même s'il permet de tricher un peu, c'est bien à la base de pouvoir régler précisément le point où le moteur aura son meilleur rendement, à savoir l'endroit où il pourra transformer au mieux tout le courant qu'on lui injecte en couple.

Dans l'autre sujet "Citroen BX" tu explique clairement le fonctionnement du contrôleur hacheur mais ici tu semble l'oublier!

Un hacheur est un hacheur, et un moteur est un moteur, je vois pas en quoi le fonctionnement de base du hacheur (servir de convertisseur de puissance) qu'on a vu dans l'autre sujet, permet de cerner la subtilité de ce moteur ?

En mode tout électronique pour augmenter la vitesse avec un moteur-roue de ce type on joue avec la fréquence, l'augmentation du couple est contrôlé par le voltage qui se traduit par l'intensité sur la bobine pour un effet magnétique supérieur. C'est le même principe que pour un contrôleur de moteur AC 3 phases mais avec plus de phases!

En mode électronique, quand le hacheur est à 100% de rapport cyclique, on a la pleine tension sur le moteur, et s'il est à vide, il est à sa vitesse max (tension d'alim = tension backfem). Pour la dépasser il faut tricher comme on l'a vu ci dessus (modif position supports des balais ou piloter avec de l'avance les phases du moteur brushless). Mais comme je l'ai expliqué, ce n'est pas sans conséquence, car plus on va l'accélérer, et plus on dégrade le rendement car le courant qu'on lui injecte sert de moins en moins à fournir du couple au fur et à mesure qu'on le fait accélérer artificiellement.

J'ai travaillé sur le développement d'une voiture électrique, et j'ai justement mis en place ce système pour dépasser artificiellement la vitesse max du moteur. Ca fonctionne, mais au final ça n'a que peu d'intérêt (d'ailleurs le client a abandonné l'idée) car la marge de manoeuvre sur l'accélération artificielle du moteur est faible, on arrive rapidement à un stade où le moteur chauffe beaucoup pour peu de couple !!

On ne s'en rend pas bien compte quand on fait les essais à vide, quand on ne demande pas de couple au moteur. On voit bien qu'on arrive bien à faire tourner le moteur bien plus vite qu'à la normale. Mais quand on est en charge, il suffit d'assez peu d'accélération artificielle pour voir qu'il se passe quelque chose de pas naturel !

En plus, faire ça (modif de la position du support à balais ou avance de phase sur le brushless), doit se faire une fois qu'on a atteint la Vmax d'origine. Sur un brushless c'est facile à faire électroniquement, mais sur un moteur CC, modifier la position du support à balais en roulage implique de la mécanique. Car le moteur ne démarrera pas ou mal si on lui donne l'avance dès le démarrage alors qu'il est en charge. C'est facile à comprendre avec l'analogie du voilier, si on le positionne directement dans une trajectoire permettant une survitesse (c'est flagrant quand on va le met presque perpendiculaire au vent) sans qu'il ait déjà de la vitesse, il va se coucher tout de suite sans avoir pu avancer. Car la poussée s'effectue plus latéralement que dans le sens du voilier.

Je pense toujours que cette technologie est dépassé et vieille qui n'a plus sa place aujourdhui!

On a affaire à une université Japonaise quand même, qui a un véhicule solaire très abouti : http://www.ashiya-u.ac.jp/solarcar/engl ... Ace%20TIGA

S'il n'y avait que peu d'intérêt il auraient abandonné l'idée je pense.

Du coup, après ce que j'ai expliqué plus haut, je peux maintenant ré-expliquer pourquoi au contraire c'est interessant (de mon point de vue) :

Bouger le stator permet de modifier dynamiquement les caractéristiques moteur sans jamais changer le point de fonctionnement optimal du pilotage des phases, où tout le courant sert à produire du couple (équivalent de la position optimale du support à balais pour le moteur CC).

Et du coup en changeant les caractéristiques moteur (coefficients vitesse et couple du couple, rpm par Volt et Nm par ampère), la plage de fonctionnement du moteur est bien plus élevée qu'un moteur roue traditionnel sur lequel on tricherait sur le pilotage des phases pour lui faire gagner un peu de vitesse (au détriment du rendement comme on l'a vu).

Ca revient comme disait Forhorse à avoir un équivalent en brushless du moteur CC à excitation séparée sur laquelle on peut jouer sur le courant d'excitation de l'induit pour modifier les paramètres moteurs. Sauf que dans le cas présent (le brushless), les modifications se font de manière mécanique.

Du fait de la très large plage de fonctionnement que permettrait un tel moteur, sans jamais changer le point de fonctionnement optimal du pilotage des phases pour que tout le courant serve à produire du couple, je pense que cette idée est loin d'être sans intérêt

Edit : désolé pour le roman....
... qui m'a demandé plus d'une heure de rédaction !!!!!!

[Alain G]

nlc

Désolé de cassé ta bulle mais je ne suis pas le dernier venu dans la motorisation électrique, depuis 1979 que je travaille dans ce domaine sur les équipements tel que chariot élévateur de marque Allis chalmer et tout les engins de manutentions mue par batteries, j'ai passé par tout les types de contrôleur de la résistances, transistors, SCR et MosFet, par la suite j'ai travaillé sur les contrôles numérique de positionnement que l'on retrouve sur les outils d'usinage et les robots, j'ai conçu et fabriqué des équipements de positionnement pour différents procédés!


Je peut t'affirmer que on peut faire mieux avec l'électronique, le fait que ça vient d'une université ne veut pas dire que c'est supérieure et loin de là!


Pour ma part je n'ai pas une très grande appréciation des travaux des Université dans ce domaine car je n'ai rien vue de bon transpercé!
Ils aiment faire pire et plus compliqué!
Ce n'est pas des universités qui ont produits le premier véhicule solaire qui a fracassé tout les record mais GM!



Je suis vraiment surpris que tu ne connaisse pas le moteur-roue d'hydro-Québec car ce sujet a été évoquer à maintes reprises ici!

Voici un lien: https://www.econologie.com/moteur-roue-p ... -3976.html

http://www.youtube.com/watch?v=mxvPtKKAOtI

http://www.esoterisme-exp.com/Section_d ... e/auto.php

Et du coup en changeant les caractéristiques moteur (coefficients vitesse et couple du couple, rpm par Volt et Nm par ampère), la plage de fonctionnement du moteur est bien plus élevée qu'un moteur roue traditionnel sur lequel on tricherait sur le pilotage des phases pour lui faire gagner un peu de vitesse (au détriment du rendement comme on l'a vu).

Celà dépend de la conception du moteur et rien d'autre, pour un moteur à balais le nombre de commutateurs va faire varier la plage de vitesse disponible et c'est pareil pour un brushless, si tu t'arrête au triphasés c'est la même chose mais on peut augmenter le nombre de phases pour en augmenter le couple à basse vitesse sans perturber la vitesse maximale!

Si tu te limite aux moteur couramment utilisé bien sur il y a des limites mais si les moteurs sont conçus "en fonction de", il n'y a pas de limite(ou presque)!