SY03

Objectifs des projets

• Savoir rédiger un cahier des charges (CdC) en vue de la conception d’un système d'entraînement électrique (SEE).
• Etre capable de calculer les échanges de puissance entre les éléments d’un SEE dans ses différents modes de fonctionnement (moteur/générateur).
• Savoir proposer des éléments de SEE qui répondent à un CdC, qui soient adaptés les uns aux autres et être capable de justifier ces choix.

Attentes sur les projets

Disponibilités des données sur les composants

Il est essentiel que vous fournissiez suffisamment de données sur les composants de votre SEE pour que l'on puisse simuler le fonctionnement du SEE complet. Il arrive que certaines données puissent être estimées : nous vous conseillons d'en discuter avec votre responsable de séance projet.

Freinage récupératif

Nous vous imposons d'intégrer à votre étude, dans la mesure du possible, du freinage électrique avec récupération d'énergie. Pour le rapport et la soutenance, nous vous demandons de conclure sur l'intérêt de ce freinage récupératif. (Gain sur la consommation ? Contraintes supplémentaires ?)

Critique de votre solution

Il y a-t-il un écart entre les performances visées dans votre cahier des charges initial et les performances finales ? Nous vous demandes de critiquer votre solution dans le rapport et la soutenance. Les performances sont-elles moins bonnes, meilleures ? Avez-vous des préconisations s'il fallait poursuivre l'étude ?

Avant la première séance

Préparation d'une présentation (type powerpoint) devant le groupe (5 min par binôme + 10 min d'échanges). Il y a 4 diapos à faire :

• Contexte et explication du projet
• CdC de votre application :
  
  • Fonctions, critères permettant de valider la fonction et niveaux de ces critères (voir exemple ci-dessous)
  • N'y mettre que les éléments qui impactent l'entraînement électrique (pas de corrosion, de critères esthétiques, de protection contre la boue, etc...)
• Un ou plusieurs cycles d'utilisation typiques
  • doit permettre de simuler le fonctionnement du système à ses limites
  • doit permettre de faire un calcul de puissance moyenne et d'autonomie
• Pose du problème mécanique
  • Schéma de l'application
  • Bilan des forces considérées
  • Bilan des données connues et inconnues

Remarque : nous vous invitons à consulter la page "Aides pour la rédaction de vos cahiers des charges"

Première séance

• Début de séance : présentations des projets à l'ensemble du groupe de la séance (5 min par binôme + 10 min d'échanges)
  
  • Echanges entre étudiants pour améliorer tous vos CdC et vos approches des problèmes mécaniques
• Prise en compte des commentaires avant validation des CdC avec l'enseignant
• Finalisation et validation de vos cycles d'utilisation typiques (avec fonctionnement limite et fonctionnement "moyen")
• Démarrage des calculs mécaniques sur tableur (Excel ou autre). Objectifs :
  • Considérer différents cas d'utilisation
  • Calculer pour chaque cas les vitesses, accélérations, forces, puissances associées
  • Calculer la puissance moyenne nécessaire à votre application (indispensable pour pouvoir valider que la puissance nominale du moteur est suffisante)
• Validation de la démarche de calcul par l'enseignant (ces calculs sont à finir avant la deuxième séance)

Remarque : à partir d'un "cycle d'utilisation typique" (exemple : vitesse en fonction du temps), vous pourrez calculer les efforts mécaniques au cours du temps, puis la puissance instantanée, en déduire la puissance moyenne, l'énergie nécessaire pour un cycle, etc. Cela vous permettra d'avoir des données pour présélectionner une machine électrique en arrivant à la deuxième séance. Au fur et à mesure, vous aurez également la simulation des grandeurs électriques dans la machine électrique au cours du temps, dans le convertisseur, dans la source... Vous aurez alors une simulation complète de votre SEE.

Deuxième séance

• Au cours de la séance : présentation de vos résultats de calculs (mécaniques, puissances moyenne et max) à votre enseignant ou enseignante
• Recherche sur catalogues (papier ou internet) d'un moteur électrique adapté à votre besoin
• Recherche sur catalogues d'une transmission adaptée
• Vérification du respect de l'ensemble CdC
• Calculs des tensions et courants nécessaires à l'alimentation du moteur
• Calcul de l'énergie nécessaire à l'autonomie (pour les applications avec source d'énergie embarquée)

Remarque : l'étape de recherche de composants est souvent difficile mais elle fait partie intégrante des objectifs de l'UV. Vous apprendrez à affiner vos mots-clés pour tomber plus facilement sur ce que vous chercher.

Troisième séance

• Recherche sur catalogue de la source d'énergie adaptée ((pour les applications avec source embarquée)
• Recherche sur catalogue du convertisseur électronique de puissance adapté
• Vérification de la cohérence des éléments du SEE les uns avec les autres
• Vérification des performances vis-à-vis du CdC, en régime nominal et en régime transitoire

Quatrième séance (soutenance + rendu du rapport)

• Remise du rapport imprimé aux deux enseignants du jury d'évaluation en début de séance
• Soutenance de 30 minutes (15 min de présentation + 15 minutes d'échange avec le groupe) :
  
  • Présentez-vous !
  • Votre projet, son contexte
  • Votre cahier des charges
  • Votre approche du problème mécanique
  • Les résultats essentiels qui vous ont permis de choisir vos composants
  • Vos choix de composants et en quoi ils répondent au besoin
  • La solution complète et sa cohérence
  • Conclusion du projet
    • Cahier des charges satisfait ou non ? Que manquerait-il pour atteindre les performances souhaitées ?
    • Utilité de la récupération d'énergie ?
    • Points d'amélioration principaux du projet ?
• Contenu du rapport : le même que celui de la soutenance, mais en version détaillée (ne mettez pas vos fiches de calcul : faites plutôt des graphes !).
• Debriefing