Puissance du moteur¶
Comme tout appareil électrique, les moteurs consomment du courant et une certaine quantité d’énergie pour fonctionner. Les moteurs convertissent une partie de la puissance d’entrée en rotation de l’arbre ; cette partie est la puissance de sortie. Le fait de considérer les moteurs en termes d’énergie plutôt qu’en termes de vitesse et de couple peut faciliter le calcul de leur utilisation et fournir des outils pour choisir le rapport de transmission optimal pour une application.
Qu’est-ce que Power?¶
Fondamentalement, la puissance est définie comme la quantité d’énergie transférée dans un laps de temps donné. En pratique, cela signifie que la puissance est la quantité d“« énergie » que vous pouvez tirer du moteur. La puissance de sortie d’un moteur varie en fonction de la charge qui lui est appliquée, mais ne change pas en fonction du rapport de transmission du moteur. Cela signifie qu’un moteur 1:1 en rotation libre produira la même quantité de puissance qu’un moteur 100:1 en rotation libre (sans tenir compte des différences de frottement), mais que la vitesse et le couple réels seront différents. La puissance de sortie est proportionnelle à la vitesse multipliée par le couple, de sorte que lorsque la vitesse et le couple sont modifiés par un réducteur, la puissance de sortie doit rester la même.
Une autre information, qui n’est pas toujours aussi utile, est la puissance d’entrée du moteur. La puissance d’entrée du moteur correspond au nombre de watts consommés par le moteur, qui est égal à la tension envoyée au moteur multipliée par le courant consommé par le moteur. Les moteurs ne sont pas efficaces à 100 %, de sorte que pour obtenir une certaine puissance de sortie, il faut souvent doubler, voire tripler la puissance d’entrée. Par exemple, un moteur FTC® standard peut consommer jusqu’à 65 watts pour une puissance de sortie de 29 watts.
Courbes de Puissance de Pointe et de Moteur¶
Afin de déterminer la puissance que votre moteur consommera ou produira, il est utile de se référer à une courbe de moteur. Ce sont des fiches techniques qui indiquent la vitesse de sortie, le couple de sortie, la puissance de sortie et l’efficacité du moteur sur un même graphique. Tous les moteurs légaux FTC, à l’exception du Core Hex, ont été testés au banc d’essai, et leurs données sont ci-dessous. On peut supposer que d’autres moteurs non limités en courant (tels que les servos) suivent des courbes similaires, bien que leur vitesse, leur couple et leur puissance de sortie soient différents.
Vitesse libre (RPM) |
Courant libre (A) |
Puissance maximale (W) |
Couple de décrochage (N*m) |
Courant de décrochage (A) |
|
|---|---|---|---|---|---|
goBILDA (MATRIX) |
5900 |
0.3 |
29 |
0.19 |
11 |
NeveRest |
5500 |
0.4 |
26 |
0.17 |
9.8 |
REV Core Hex[1] |
125 |
0.2 |
10 |
3.2 |
4.4 |
REV HD Hex |
6000 |
0.3 |
28 |
0.18 |
11 |
TorqueNado |
5900 |
0.2 |
26 |
0.17 |
9.8 |
Une courbe de moteur représente un moteur à 12 V (ce qui équivaut à régler la puissance du moteur sur 1 dans le logiciel) avec différentes quantités de charge appliquées à l’essieu. Comme vous pouvez le voir, la puissance de sortie du moteur n’est pas constante, elle augmente jusqu’à environ 50 % de la charge, avant de redescendre. Ce point à 50 % de charge est appelé la puissance de sortie maximale du moteur, et se trouve à un point similaire (50 % de charge) sur tous les moteurs légaux de la FTC.
La puissance variable d’un moteur signifie que la vitesse et le couple de sortie ne changent pas linéairement lorsqu’une charge plus importante est appliquée à l’essieu. De manière contre-intuitive, une charge de décrochage de 50 % sur un moteur ne divise pas sa vitesse par deux, mais la réduit plutôt à une vitesse légèrement supérieure à 50 %. De même, une charge supérieure à 50 % sur un moteur entraîne une baisse de la vitesse plus rapide que linéaire.
En outre, vous pouvez constater que le rendement augmente avec la vitesse. Cela signifie que si l’on s’intéresse à la consommation de courant, il faut toujours faire tourner les moteurs avec des charges inférieures à 50 % de leur couple de décrochage. Ces deux propriétés d’un moteur, la puissance de sortie maximale étant égale à 50 % du couple de décrochage et le rendement d’un moteur étant d’autant plus élevé que la charge est faible, guident la sélection du rapport de démultiplication d’un moteur. En principe, les rapports de démultiplication doivent être choisis de manière à ce que le couple de décrochage soit deux fois supérieur à la charge moyenne du moteur, et à ce que le moteur fournisse plus de couple que nécessaire plutôt qu’une quantité moindre.
Note sur la consommation de courant¶
En examinant les courbes des moteurs, vous constaterez que le courant de décrochage des moteurs FTC peut atteindre 11 ampères par moteur. Les batteries FTC ne peuvent fournir que 20 ampères de courant de sortie avant que le fusible ne saute. Cependant, même si la limite de 20 ampères n’est pas atteinte, une consommation de courant trop importante peut entraîner un ralentissement ou un manque de réactivité des autres moteurs. Il convient de veiller à ce que plus de deux moteurs ne soient jamais bloqués en même temps.
Note
Il est possible d’ignorer ce problème dans le cas des transmissions mécaniques, car elles glissent généralement avant que les moteurs n’atteignent leur courant de décrochage. Cependant, le fait de placer des rapports de vitesse très bas ou plus de 4 moteurs sur des chaînes de traction peut dépasser la limite de courant d’une batterie FTC.
Les moteurs peuvent produire un « courant transitoire », c’est-à-dire qu’ils produisent une grande quantité de courant pendant un laps de temps extrêmement court. Cela se produit souvent lorsque le moteur se met en mouvement ou lorsqu’il est soumis à une charge momentanée. Alors que les transitoires ne peuvent généralement pas faire sauter un fusible, ils peuvent causer d’autres problèmes, comme un contrôle lent s’ils sont tirés par un moteur, ou une faible tension si le transitoire est tiré par un servo (les servos goBILDA Super Speed ont été observés pour faire cela occasionnellement).