Un mini calculateur de propulsion électrique

yomgui;2394979 à dit:
Bonjour,

Je me suis amusé à programmer un petit calculateur destiné à définir des premières pistes lorsqu'il s'agit de trouver un système de propulsion pour un nouveau modèle.
...........]

Guillaume
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Bonsoir,

Je trouve ce petit calculateur sympa pour le premier défrichage rapide d'un nouveau projet.

Ensuite, il reste à l'utiliser assez pour chasser les éventuels bugs résiduels.

Serge .D
 
bon ... ben ... voila ...

En gros il y a deux types d'utilisations d'un calculateur, soit j'ai le moteur et je cherche l'hélice, soit j'ai l'avion et je cherche la chaine de propulsion ...

- test du premier cas, je simule mon Monsun : Kv je connais, vitesse de vol ... disons dans les 100 km/h, poussée ... 2kg (un peu moins que le poids de l'avion), utilisation du moteur à % n/no .... ben j'en sais rien .... et ça m’intéresse pas vraiment cette donnée. Allez disons que je veux être assez prêt du rendement maxi donc je saisi 90 ça doit pas être trop idiot.

Il me donne un Kv de 823, ça je lui demandais pas, le Kv je lui donne j'ai pas besoin de l'avoir en sortie ... Une 12*6 c'est cohérent. Masse moteur 400 grammes .... là ça le fait pas j'avais un moteur de 180 grammes sur le Monsun et c'était suffisant, il a jamais chauffé. Puissance électrique 740 watts ... ok c'est ce que j'ai mis en données d'entrée (14,8 volts et 50 ampères).

donc résultat correct sauf la masse, sur les données d'entrée je préfèrerai donner la puissance/kg en entrée que la poussée recherchée et le paramètre utilisation moteur à % n/no me laisse perplexe, du mal à choisir la valeur mais en gros dans ce cas de figure on peut le faire itérativement de manière à retrouver son Kv en sortie (si je met 75% ça me renvoie un Kv de 952, pas ok. Mais à ce moment là étant donné que j'ai déjà entré mon Kv est-ce que j'ai vraiment besoin de rentrer ce % n/no ....

- test du 2ème cas : avion de voltige 2kg200 je veux 350 watts/kg, 4S, 90 km/h et une poussée de 2kg2. donc 14,8 volts, 52 ampères, % n/no égal à 90, je laisse le kv 815. calculer et ... me donne une masse de 363 grammes (oups ... pour un avion de 2kg2 ...), un kv de 962, vitesse de rotation 12811 avec une 11*5.5 (arghh ... elle va pas aimer, et puis ça mouline fort quand même ...), une vitesse de 107 km/h (je lui avais donné une vitesse de pas de 90 kmh, ça fait un gros écart quand même ..), et une poussée de 2984 grammes ... je lui avait demandé 2200 grammes, ça lui plaisait pas ...

Là ou c'est marrant c'est que quand je modifie le Kv en le passant à 962 il me calcule .... un Kv de 1063 ...et si je met 1063, il calcule 1250 .... indiscipliné le garçon ...

bref, doit y avoir un détail ou deux à régler, c'est normal. Sur la logique du truc, je préférerai à avoir à entrer vitesse, puissance électrique, tension d'entrée, et que le reste (hélice, Kv, poussée, % n/no, rendement) soient des données de sortie. Mais bon ce sont mes gouts perso.


voilou voilou ....

Hal
 
Merci Passetougrain,

Merci HAL pour le test, qui me surprend un peu, ce qui est une bonne chose.

Il faut comprendre que le programme cherche à satisfaire les consignes données, et que ces consignes peuvent être impossibles à suivre avec les hélices de la base de données. Le programme adapte la consigne de KV pour coller au mieux aux consignes de poussée et de vitesse de pas. Les consignes de puissance d'entrée (tension et courant) et de n/n0 (rudesse d'utilisation ? j'ai pas trouvé de nom qui va bien) sont par contre scrupuleusement respectées, c'est essentiellement sur ces dernières (et le KV, mais j'en reparle plus bas) qu'il faut jouer une fois la vitesse de pas et la rudesse d'utilisation définies.

Le n/n0 est intuitivement utilisé par tout un chacun avec l'idée de combien on "charge" le moteur, ce niveau de charge correspond à un ralentissement du moteur par rapport à la vitesse à laquelle il tournerait sans charge.

Je reprends ton 1er test : 14.8 V, 50 A, 90 % de n0, 815 de KV, 100 km/h, 2000 g.

Pourquoi le KV est légèrement modifié ? parce que l'hélice choisie à un pas de 6, la vitesse de pas impose alors une vitesse de rotation, la tension et le % n/n0 impose ensuite le KV. Le KV est adapté au pas de l'hélice. Le problème peut alors venir du fait que les pas disponibles ne sont pas exhaustifs (y a pas de pas de 6.2 par exemple, ou 5.8, juste 6).

Masse moteur de 400 g ? cela vient du n/n0 à 90 %. C'est sur que ce n'est pas une variable que l'on utilise souvent, mais en gros, 90 % c'est énorme, en général on est plus près de 70 à 75. Un moteur sous un n/n0 à 70 peut avoir un rendement proche de 65 % et revenir au sol à peine tiède si l'on n'a pas bourriné sur le moteur et qu'il est bien ventilé. En fait, ici tu demande un moteur qui est largement sous sollicité, d'où la masse importante.

Parmi les résultats, on voit que le meilleur compris trouvé donne une poussée de 50 % supérieure à ce qui était demandé. Cela signifie que tu peux obtenir le résultat voulu, avec beaucoup moins d'ampères, 30 à 35 A par exemple, et donc un moteur bien plus léger.

Il serait peut-être intéressant que le programme renvoie ce genre d'info ?

Ton 2ème test :

C'est un peu le même cas de figure, moteur sous sollicité et conso excessive. Les consignes de vitesse de pas et de poussée sont parfaitement respectées avec un courant de 33 A.

En tout cas, merci pour ton aide, du coup je penserais volontiers à ce genre d'utilisation :

Entrer ses consignes de base :

- la tension d'après le type de batterie envisagé,
- le courant, qui peut être surestimé au départ,
- poussée et vitesse de pas, niveau de rudesse d'utilisation (à priori entre 70 et 80 %), ce dernier est conditionné par le refroidissement du moteur et conditionne sa masse,

Interpréter les résultats :

- en bas à droite, le pourcentage des consignes de vitesse de pas et poussée : + de 100 % signifie qu'on peut baisser le courant et inversement.
- en jouant sur le KV, on peut affiner la masse moteur en gardant un oeil sur le respect des consignes.

Mmm... je ne sais pas ce que tu en penses ?

Comme dit Passetougrain, c'est vraiment pour un premier défrichage.
 
Bon, juste une petite remarque à propos de la masse du moteur.

Perso, je considère ce paramètre autrement à cause de la très grande variabilité signalée :

- 1 selon le type de vol (calme, 3D ...) je situe une puissance en W/kg de modèle
- 2 je définis les autres paramètres (Imax, tension, Hélice .....) éventuellement grâce à un petit calculateur.
- 3 Enfin je regarde ce que proposent les vendeurs de moteurs ce qui me situe la masse du moteur sachant qu'au départ, pour un moteur correctement choisi on peut envisager grossièrement vers 3 à 4W /g

Généralement je pars plutôt du modèle, je situe ses exigences en matière d'hélice : Ce modèle, pour voler comme je le souhaite, à besoin de quelle hélice tournant à quelle vitesse ?
Finalement j'arrive au moteur et au pack associé, quitte à reprendre si par exemple le moteur ou le pack ne vont pas bien avec les dimensions du fuselage.
Donc plusieurs itérations dans des sens différents.

Quand au rapport n/n0 je l'envisage vers 0,75 à O,8 en première approche; plutôt 0,75 dans le cas des petits moteurs et 0,8 pour les plus gros. (Exigences de rendement différentes)
Si on envisage 0,9, alors on sera près du rendement max mais loin de la puissance max; donc le moteur serait plus lourd ....



Serge .D
 
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