Exercice : Étude de la chaîne de puissance de défilement du tapis de course
Bloc "Convertir" : Moteur à courant continu
Ci-contre : la photo de la plaque signalétique du moteur de défilement du tapis de course.
Question
Q1/ À partir de la plaque signalétique du moteur, relever Um (tension d'alimentation du moteur) et Im (intensité absorbée par le moteur) correspondant au point de fonctionnement nominal. Puis, calculer Pa_elec (puissance électrique absorbée par le moteur).
Question
Q2/ À partir de la plaque signalétique du moteur, relever Pu_méca (puissance mécanique utile du moteur).
Indice
Le sigle HP correspond à Horse Power (en Anglais), à traduire en Cheval-vapeur (noté ch) en Français.
Le cheval-vapeur électrique européen est définit comme valant : 1 ch = 735,5 W
Question
Q3/ Calculer ηm (rendement du moteur). Conclure sur la fiabilité et l'exactitude des données constructeur inscrites sur la plaque signalétique
Indice
Le rendement est le rapport de la puissance sortante (ou utile) sur la puissance entrante (ou absorbée).
Question
Q4/ À partir de la plaque signalétique du moteur, relever Nm (fréquence de rotation du moteur) et en déduire ωm (vitesse angulaire du moteur).
Indice
Le sigle RPM correspond à Rotation Par Minute.
Rappel : ω = (π × N)/30, simplification de ω = (2π × N)/60, avec ω en rad/s et N en tr/min.
Question
Q5/ Calculer Cm (couple utile nominal du moteur).
Indice
La Pu_méca (puissance mécanique utile du moteur) est une puissance mécanique de rotation.
Rappel : P = C × ω
Bloc "Transmettre" : Poulies-Courroie & Tambour-Tapis
Ci-contre : la photo de la transmission poulies-courroie.
Diamètre poulie (côté moteur) : D1 = 28 mm
Diamètre poulie (côté tapis) : D2 = 80 mm
Diamètre tambour (d'entraînement du tapis) : D3 = 42 mm
Question
Q6/ Déterminer le rapport de transmission rt.
Indice
Le rapport de transmission d'un système poulies-courroie classique est le rapport du diamètre de la poulie motrice sur le diamètre de la poulie réceptrice.
Question
Q7/ Calculer ωtamb (vitesse angulaire du tambour d'entraînement du tapis).
Indice
La vitesse angulaire du tambour d'entraînement du tapis est identique à celle de la poulie réceptrice.
Question
Q8/ Calculer Vmaxi (vitesse maximale de défilement du tapis de course). Convertir cette vitesse en km.h-1.
Indice
Rappel : V = ω × R
Question
Q9/ Comparer la valeur calculée à la question précédente avec la valeur indiquée dans le cahier des charges et conclure.
Question
Q10/ Sachant que le rendement de la transmission poulie-courroies ηt = 98 %, calculer Ptamb (puissance mécanique de rotation disponible au niveau du tambour d'entraînement du tapis).
Question
Q11/ Calculer Ctamb (couple disponible au niveau du tambour d'entraînement du tapis).
Indice
Ptamb (puissance mécanique de rotation disponible au niveau du tambour d'entraînement du tapis) est une puissance mécanique de rotation.
Rappel : P = C × ω
Question
Q12/ Calculer Fmaxi (force maximale de traction au niveau du tapis).
Indice
Rappel : C = F × R
Le produit d'une force (en Newton) par un rayon (en mètre) donne un couple (en Newton•mètre).
