alimentation moteur 12V solaire

  • Auteur de la discussion JFMécaService
  • Date de début
J

JFMécaService

Apprenti
Bonjour à tous,

je suis sur une étude en ce moment sur laquelle je dois faire un système de "convoyeur vertical".
En gros, j'ai 2 chaines écartées de 1,4m sur lesquelles sont fixées, repartis uniformément, 13 pièces d'environ 35kgs (soit en gros 450kgs embarqué).
pour le moment, la chaine fait une longueur d'environ 5m et, le tout doit faire 2 rotations complètes en une journée.

ce système doit être alimenté par un moteur 12V relié à une batterie et, le tout venant d'un panneau solaire.
le moteur n'est pas encore dimensionné mais, je pense pas qu'il sera utile d'avoir un couple et une puissance énorme...mais je peux me tromper ! en fait, j'y connais pas grand choses en électricité et donc, je fait appel à vos connaissances pour m'aider.
il faut donc un panneau solaire qui alimente une batterie mais, que faut-il exactement comme modèle (type, puissance...) ? faut-il d'autres éléments entre la panneau et la batterie (régulateur...) ? ou entre la batterie et le moteur (je pensais simplement mettre un inter. pour couper le jus) ?
le moteur ne tournera pas vite (j'ai calculé une vitesse de sortie de 7tr/min...) mais, en permanence (sauf arrêt pour manipulation manuelle).

convoyeur chaine.jpg


voici un schémas. en rouge, la chaine en question avec sens de rotation horaire.
la couronne en bas à droite est volontairement plus haute pour "alléger" la puissance moteur vue qu'il n'y à qu'une pente à monter.

de plus, la batterie devra alimenter une mini pompe de relevage d'eau.

j'espère avoir donné assez de détails car pour le moment, je ne suis qu'au début de mon étude et donc, tout n'est pas défini.

merci d'avance.
 
M

moissan

Compagnon
avant de parler d'electricité il faut finir la mecanique

si les poids sont regulierement reparti sur tout le circuit il n'y a que les frottements qui perdront de la puissance

mais quel seront les frottement ? tout depand de la qualité de tous les elements ... tu n'en dit pas assez

souvent quand il est trop difficile de tout calculer il faut realiser la premiere partie et mesurer dans le genre faire tourner avec une manivelle en mesurant l'effort

autre piege : tes charge seront elle vraiment toujours egalement repartie ? il est bien possible que suivant le passage de chaque poid d'une partie a l'autre il y ai une grosse force en plus ou en moins : et il faudra bien que le moteur fasse ce qu'il faut

pour eviter une charge variable avec le passage des charges il faut que tu dessine avec precision ton truc pour que le passage des charge sur les 3 poulie soit exactement synchronisé
 
J

JFMécaService

Apprenti
merci pour cette première réponse ! en effet pour le moment je lance mes hypothèse un peu comme ça car je ne sais pas trop ou je vais avec le dimensionnement moteur et son alim...

bref pour en dire plus, je pensais partir sur une chaine à maillon creux, ce qui me permet d'accrocher mes pièces directement sur la chaine. donc à priori, pas de problèmes pour passer les couronnes.
ensuite, l'ensemble sera monté avec les paliers à roulements.

effectivement, je ne suis pas sûr que les masses soient répartis uniformément car, les pièces en rotation (qui seront des bacs) accueilleront un poids maxi de 15kgs...mais rien me dit qu'il puisse y avoir moins.

je vais avancer la partie mécanique et je verrais bien ou cela va me mener en termes d'efforts.

julien.
 
O

olivierd

Apprenti
JFMécaService a dit:
bref pour en dire plus, je pensais partir sur une chaine à maillon creux, ce qui me permet d'accrocher mes pièces directement sur la chaine. donc à priori, pas de problèmes pour passer les couronnes.
ensuite, l'ensemble sera monté avec les paliers à roulements.

effectivement, je ne suis pas sûr que les masses soient répartis uniformément car, les pièces en rotation (qui seront des bacs) accueilleront un poids maxi de 15kgs...mais rien me dit qu'il puisse y avoir moins.

je vais avancer la partie mécanique et je verrais bien ou cela va me mener en termes d'efforts.

julien.

Bonsoir

Heu, c'est mieux les chaines quand les maillons sont creux... :mrgreen:
Bon trêve de plaisanterie. si j'ai bien compris, ta chaine va faire tourner des godets, qui se remplieront en partie basse, et devront monter lentement, se vider en passant sur la poulie du haut, et redescendre pour se re-remplir.

Donc ilk faut que tu saches quelle sera la masse à déplacer ainsi que la vitesse linéaire souhaitée (en gros le temps que mettra un godet pour monter.
Ensuite pour que le mouvement ne soit pas réversible(descente des godets si pas de courant) je verrais bien un système roue et vis sans foin.

Enfin, le système devra-t-il fonctionner la nuit (stockage de l'électricité) et les jours sans soleil? dimensionnement des batteries et puissance pour les charger en plus du mouvement..

Je pense pour finir que le pignon moteur doit au contraire être plus petit.

Tu nous en dis plus??
olivier
 
J

JFMécaService

Apprenti
Bonjour Olivier,

en fait, ce n'est pas un système de godets...ce sont des bacs qui seront toujours pleins. donc, pas vraiment de variations de masses sauf à la descente car au point haut, il y à un système d'arrosage.

et pour ce qui est de la vitesse de rotation, le système devra faire 2 tours par jour (jour et nuit) et donc une vitesse très lente...je galère pour trouver un moteur 12V car il me faut un gros couple (dans les 350Nm selon un fabricant)....
pour le moment, je recherche toujours la motorisation et ensuite, je pourrais voir si il me faut une réduction supplémentaire et dimensionner mes couronnes et pignons.

et seulement ensuite, je verrais pour le solaire.

julien.
 
B

Berola

Compagnon
Bonjour
Je pense qu'il faut prendre le problème par le début .......et pas à l'envers !
d'abord réaliser la partie mécanique suivant le cahier des charges
puis définir le motoréducteur nécessaire ( voir par exemple Galat Parvalux)
calculer la puissance demandée et la consommation électrique sur 24 h
ce qui permettra de calculer la capacité de la batterie tampon en fonction de l'autonomie demandée .
enfin définir les caractéristiques du panneau solaire qui va entretenir/recharger la batterie .
Voilà comment je procèderai .
@+
 
M

moissan

Compagnon
JFMécaService a dit:
je galère pour trouver un moteur 12V car il me faut un gros couple (dans les 350Nm selon un fabricant)....

ce n'est pas le fabricant du moteur qui va te donner le couple : c'est a toi de le mesurer , en mesurant l'effort sur une manivelle pour faire tourner ton truc a la main

impossible de trouver un moteur tournant aussi lentement : il faut forcement un motoreducteur , et encore un moto reducteur avec un rapport de reduction assez grand sera cher : il vaut mieux faire le premier etage de reduction avec une chaine : un grand plateau sur ton engin , et un petit pignon sur le moto reducteur

quand tu aura fait la mesure de couple avec une manivelle on poura te conseiller sur le choix du moteur et du systeme de reduction , mais pas avant car le couple neccessaire peut varier dans des proportion enorme suivant la qualité de realisation de ton systeme

tu ne nous a pas dit comment se fait le guidage , dans les parties incliné ? chaine simplement tendue ? ou roue sur des guide incliné ? ou frottement ?
 
J

JFMécaService

Apprenti
Bonjour,

je suis d'accord avec vous sur le principe de faire dans un premier temps la partie mécanique et ensuite de faire la partie motorisation et solaire.
sauf que je suis juste dessinateur et mon client est très loin de chez moi...il faut que je vois avec lui si il veut bien procéder comme ça.

sinon pour ce qui est du guidage pour les parties inclinées, pour le moment je pensais faire un guide simple sur lequel la chaine s'appuierait (ce type de chaine à également des galets).

julien.
 
B

Berola

Compagnon
Bonjour
Vu la faible vitesse demandée la puissance électrique sera peu élevée .
Si vous ne trouvez pas sur le marché le motoréducteur adapté ( ce qui m'étonnerai !) il y a toujours la possibilité de mettre deux motoréducteurs l'un derrière l'autre . Par contre il faudra concevoir des liaisons mécaniques en conséquence car au final le couple obtenu va être très élevé , emmanchements carré ou hexagonal ,ou bien grosses clavettes .
@+
 
M

moissan

Compagnon
tu n'est pas obliger de realiser l'ensemble de cette mecanique pour faire une mesure : tu peut de contenter d'acheter un bout de chaine et faire un bout de rail , y acrocher des poid et tirer dessus en voyant quelle force il faut

tu n'a pas repondu a ma question sur la synchronisation du passage des poids sur les poulie ... si ce n'est pas equilibré il faudra un couple plus fort

on peut aussi faire un calcul de bourrin : dire qu'il y a un coefficient de frottement de 0,1 ( une bonne chaine a galet ne sera jamais aussi mauvaise ) donc il faudra 45kg pour tirer les 450 kg

vitesse 2 x 5 m par jour = 10m / 24h = 0,41m/h

puissance = vitesse x force

pour avoir la puissance en w il faut la vitesse en m/s et la force en newton
45Kg = 450N
0,41m/h / 3600 = 1,15e-4 m/s

puissance = 1,15e-4 m/s x 450N = 0,0520 W

la puissance neccessaire est donc minuscule ... mais attension le reducteur de vitesse ne sera pas parfait et aura des frottement aussi : ne surtout pas utiliser un reducteur industriel trop gros : c'est pour cela qu'il est preferable de faire une partie de la reduction avec des moyens bien adapté a ce cas très particulier

autre calcul : si les passage des charge sur les poulie ne sont pas equilibrer il faudrait que le moteur ai la puissance de soulever une charge verticalement donc 35kg = 350N
c'est du même ordre que la force de frottement donc il suffit de doubler la puissance : 0,1W

comment estimer le rendement du reducteur ?

vitesse de l'arbre de ta machine ? il faudrai connaitre le diametre des pignon ... tu ne la pas donné ... essai de calcul avec diametre 200mm donc 0,2m x pi = 0,62m de circonference

1,15e-4 m/s / 0,62 m = 1,83e-4 t/s
1,83e-4 t/s x 60 = 0,010 t/mn

avec un moteur moyen tournant a 3000 t/mn il faut une reduction de
3000 / 0,010 = 300 000

avec des etage de rapport environ 5 il en faut 8 parce que 5 8 = 390625

si chaque etage a un rendement de 0,8 le rendement total sera 0,8 8 = 0,16

donc puissance de moteur 0,1W / 0,16 = 0,625 W

on est donc dans du très petit ! l'alimentation solaire sera facile
 
J

JFMécaService

Apprenti
bonjour,

merci pour ces précisions Moissan et Berola !

pour répondre aux questions, les passages des bacs sur les poulies sont + ou- synchronisés. à savoir que qu'il y à un bac sur chaque poulie à l'instant T. par contre, ils n'arrivent pas exactement au même moment.
et la poulie moteur fait un Ø nominal de 335mm. ce qui me donne 0.007 tr/min.

j'ai discuté avec un technicien de chez Parvalux et j'attends son chiffrage. merci Berola pour l'adresse !

julien.
 
M

moissan

Compagnon
JFMécaService a dit:
faut-il d'autres éléments entre la panneau et la batterie (régulateur...) ? ou entre la batterie et le moteur (je pensais simplement mettre un inter. pour couper le jus) ?
le moteur ne tournera pas vite (j'ai calculé une vitesse de sortie de 7tr/min...) mais, en permanence (sauf arrêt pour manipulation manuelle).

dans ton premier message cette vitesse de 7t/minute ne tenait pas debout

faut il un regulateur ... on ne peut pas le deviner : c'est a toi de dire si tu veux une vitesse precise ... avec un moteur a courant continu alimenté a 12V tu aura une vitesse variable avec les frottement ... dans le genre qui tourne 1,5 fois plus vite quand tout va trop bien

tu peux utiliser un moteur synchone 220V genre plateau tournant de micro onde : c'est le convertisseur 12V 220V qui fera la precision de la vitesse
 
J

JFMécaService

Apprenti
la différence avec mon premier message est que je parlais de la vitesse de l'arbre moteur que j'estimais. alors que là, je parle de la poulie. je pensais faire une réduction de 1:1000 pour avoir les 0.007 tr/min (et non par jour dans mon précédent message...désolé je vais le rééditer)

pour le régulateur, je ne sais pas trop encore...ce n'est pas un système qui exige exactement les 2 tours par jour, mais si la variation peut être 1/2 tour en plus...là il faut voir !
 
O

olivierd

Apprenti
JFMécaService a dit:
Bonjour Olivier,

en fait, ce n'est pas un système de godets...ce sont des bacs qui seront toujours pleins. donc, pas vraiment de variations de masses sauf à la descente car au point haut, il y à un système d'arrosage.Ce sont des bacs à fleurs ou avec un végétal genre façade végétalisée??


et pour ce qui est de la vitesse de rotation, le système devra faire 2 tours par jour (jour et nuit) et donc une vitesse très lente...je galère pour trouver un moteur 12V car il me faut un gros couple (dans les 350Nm selon un fabricant)....Petite vitesse (10m par jour) voir un Harmonic drive comme réducteur, celui que j'ai ici a un rapport de réduction de 1/200). Je ne connais pas les pertes dans ces réducteurs.

pour le moment, je recherche toujours la motorisation et ensuite, je pourrais voir si il me faut une réduction supplémentaire et dimensionner mes couronnes et pignons.

et seulement ensuite, je verrais pour le solaire.

julien.

Si j'ai bien compris, les bacs seront plus lourds à la descente qu'à la montée...-> système irréversible.
Tes compètences en mécanique (vu ton nom) doivent te permettre de calculer les frottements et les moments et couples nécessaires.

Autre adresse http://harmonicdrive.net/products/componentsets/

couple donné selon un fabriquant de quoi?

Olivier (deux réponses précises données pendant que j'écrivais...)
 
Dernière édition par un modérateur:
J

JFMécaService

Apprenti
Bonjour,

j'ai enfin mon moto-réducteur !
donc j'ai un moteur qui tourne à 1500tr/min au nominal et j'ai une réduction de 40000 via un réducteur 3 étages. ensuite pignons-chaine pour récupérer ma poulie principale.
ce moteur à une puissance de 75W nominal et 35A maxi à 12V (19A sous 24V).
en partant sur du 12V, je pensais mettre une batterie 12V 40Ah, et un régulateur de charge 40A pour être au dessus des 34A du moteur. j'ai bon ?
pour le panneau je peux prendre un 100W ? à savoir que j'aurais aussi une petite pompe pour l'eau à mettre en plus.

julien.
 
B

Berola

Compagnon
Bonsoir

ce moteur à une puissance de 75W nominal et 35A maxi à 12V (19A sous 24V).

là il y a un truc qui ne "colle" pas ! ou alors il a un très très mauvais rendement !

@+
 
M

moissan

Compagnon
35A x 12V = 420W

si ton moteur consomme 35 A il y a un gros probleme

ce 35A est peut etre le courant de pointe pendant le demarage

le vrai courant consomé d'un moteur qui fait 75W serait plutot 75W / 12V = 6,25A

mais pourquoi 75W ? si la transmission n'est pas trop mal foutue une puissance plus faible que ça devrait suffir

un moteur de 75W de bonne qualité n'est pas obligé de faire ses 75W , si ça tourne facilement il consomera juste ce qu'il faut pour tourner

tu dit que tu a ton moteur mais si tu nous mettait un lien ça serait mieux

un moteur beaucoup plus faible que ça devrait suffir ... sauf que je vois venir des reducteur a vis sans fin qui ont des mauvais rendement : 40 000 en 3 etage ça fait un rapport 34 par etage , impossible en engrenage droit

avec des engrenage droit il faut un plus grand nombre d'etage mais le rendement et bon , sans frottement ... les reducteur a vis sans fin ça parait plus economique mais ça perd de la puissance
 
J

JFMécaService

Apprenti
bonjour,

effectivement, je pense également que les 35A sont pour le démarrage, vu que c'est indiqué comme intensité max.

du coup pour mes éléments électrique (batterie et régulateur), il faut que je me base sur le max ou je peux par exemple prendre du 20A ?
pour le panneau il faut quoi comme puissance du coup ? il faut prendre également avec l'intensité max (soit les 420W) ou vu qu'il y à une batterie tampon, on peut prendre moins ?
 
M

moissan

Compagnon
l'aqlimentation electrique doit pouvoir fournir le max en pointe et fournir le courant moyen en continu ... il serait stupide et ruineux de calculer la batterie pour un courant permanent de 35A

une batterie peut naturellement fournir un gros courant de pointe ... il faut surtout choisir la capacité pour que ça supporte les periodes sans soleil

a tu deja commandé ce moteur et ces reducteur ? a quel prix ? ça me parait surdimensionné

le principe roue et vis sans fin a l'avantage de la simplicité , et l'inconvenient du mauvais rendement ne coute pas grand chose quand il y a la centrale nucleaire pour alimenter

quand il faut payer les panneaux photovoltaique et la batterie il faut mettre des engrenages droit
 
S

stanloc

Compagnon
moissan a dit:
le principe roue et vis sans fin a l'avantage de la simplicité , et l'inconvenient du mauvais rendement ne coute pas grand chose quand il y a la centrale nucleaire pour alimenter

quand il faut payer les panneaux photovoltaiques et la batterie il faut mettre des engrenages droit

C'est l'impression que tu as ou tu peux argumenter ??????
Les engrenages droits ne sont utilisés que dans les montages bon marché. Il y a belle lurette qu'on a une nette préférence pour les engrenages à denture hélicoïdale.
Stan
 
J

JFMécaService

Apprenti
j'ai rien commandé pour le moment car, je suis toujours au stade de l'étude.
pour le prix, c'est dans les 450€...je trouve pas ça trop cher pour ce que je demande et mon client s'attendait à ce tarif.

ok pour la batterie mais dans ce cas là, il faut choisir quoi comme type ? 10Ah, 20Ah ? idem pour le régulateur ?
pour le panneau 150 ou 200W devrait suffire non ?
 
M

moissan

Compagnon
je n'ai pas utilisé exactement le bon mot : je voulais dire engrenage a axe paralele , que la denture soit droite ou helicoidale ne change pas grand chose au rendement

l'avantage de l'helicoidal est surtout le silence ... mais vu la faible puissance dont il y a besoin ici on est plutot dans le style jouet ou horlogerie , et vraiment pas industrie lourde ... donc engrenage droit en plastique !

il ne faut pas se tromper de fournisseur : celui qui a été cité c'est un peu comme aller chez un marchand de camion quand on a besoin d'une brouette
 
J

JFMécaService

Apprenti
moissan a dit:
il ne faut pas se tromper de fournisseur : celui qui a été cité c'est un peu comme aller chez un marchand de camion quand on a besoin d'une brouette

oui mais les marchands de brouettes ne veulent pas répondre !
 
M

moissan

Compagnon
il faut comprendre ce que c'est que des Ah

si tu met une batterie de 10Ah et que le moteur consome 6A la duré de decharge theorique sera de 10Ah / 6A = 1,66 heure
donc ridiculement trop court

et surtout ce n'est qu'un temps theorique : pour ne pas user une batterie il faut toujours la surdimentionner

donc temps d'autonomie de 48 heure

6A x 48H = 288Ah

c'est la que tu vois qu'alimenter un gros moteur coute cher

mais attention ce n'est pas parce que tu a un moteur de 75W qu'il consomme forcement 75W : il consomera en fonction de la puissance qu'il aura a fournir , donc en fonction des frottement de tout le bazar on peut esperer une consomation plus faible

un exemple de marchand de petit moto reducteur
http://store.mdpmotor.fr/catalogue/gammes-motoreducteurs.html
 
Dernière édition par un modérateur:
S

stanloc

Compagnon
Erreur : une batterie de 10 Ah pourra débiter 1 A pendant 10 heures (c'est la définition de sa capacité) mais surement pas 6 A pendant 1,66 heure.
Stan
 
N

Normandtech

Apprenti
précision ou correction, le calcul est juste : 10 Ah peuvent correspondre à 6 A pendant 1.66 h soit 1h40'', de même ça pourrait être 0.5 A pendant 20 h. La capacité on "l'utilise comme on veut" ou presque, ce qui limitera les ampères que la batterie pourra fournir c'est sa résistance interne et si c'est une batterie au plomb celle-ci est très faible et elle pourra largement débiter 6A à mon avis ...

Marc.
 

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