Déterminer le rendement d'un moteur électrique

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Principes de base du rendement des moteurs électriques :

Les moteurs électriques sont des machines électromécaniques qui convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique grâce à un arbre en rotation. Malgré des différences de taille et de type, la plupart des moteurs électriques fonctionnent selon le même principe de base : un courant électrique circulant dans une bobine de fil dans un champ magnétique (stator) crée une force qui fait tourner la bobine (rotor), créant ainsi un couple (arbre en rotation).

Dans ce scénario, le rendement du moteur est un ratio de la façon dont le moteur convertit l'énergie électrique en énergie mécanique et est calculé en divisant la puissance électrique alimentant le moteur par la puissance mécanique générée par le moteur. La puissance mécanique de sortie est alors calculée sur la base du couple et de la vitesse angulaire, et la puissance électrique d'entrée est calculée sur la base de la tension et du courant fournis au moteur. La puissance mécanique de sortie est toujours inférieure à la puissance électrique d'entrée, car l'énergie est perdue pendant le processus de conversion sous diverses formes, telles que la chaleur, la friction, les pertes ohmiques et le bruit.

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Puissance de sortie des moteurs électriques :

Comme décrit ci-dessus, les moteurs électriques transforment l'énergie électrique en travail mécanique. Deux variables importantes déterminent les capacités mécaniques d'un moteur : la vitesse angulaire et le couple. La puissance de sortie mécanique du moteur pourrait être calculée à l'aide de la formule suivante :

Pmec = Pout = τ * ω

Tandis que puissance électrique consommée du moteur se définie par l'équation :

Pelec = Pin = I * V

Il est ainsi possible de calculer le rendement du moteur en divisant la puissance de sortie mécanique par la puissance d'entrée électrique,
ce qui nous donne :

Rendement du moteur = Pmec / Pelec = Pout / Pin

Si le moteur a un rendement de 100%, toute la puissance électrique est convertie en énergie mécanique (Pin = Pout). Cependant, de tels moteurs n'existent pas. Même les petits moteurs industriels fabriqués avec précision ont un rendement maximal de 50-60%.

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Comment mesurer la puissance d'un moteur ?

Comme indiqué ci-dessus, déterminer la puissance de sortie d'un moteur nécessite de mesurer simultanément deux variables : le couple et la vitesse angulaire. Pour une mesure précise et exacte du couple et de la vitesse angulaire, nous recommandons l'utilisation d'un capteur de couple rotatif avec encodeur associé au conditionneur de signal universel USB520.

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Fonctionnement :

1. Nos capteurs de couple rotatif avec encodeur associés à l'USB520 forment un outil efficace pour le test/audit de la puissance du moteur, le contrôle de la rétroaction ainsi que la surveillance du couple et l'analyse du rendement du moteur électrique.
   
   
2. Lorsque le moteur tourne, le capteur mesure le couple produit par le moteur en réponse à la charge générée par la charge mécanique.
   
   
3. Nous avons des capteurs de couple avec des encodeurs intégrés. Ces derniers permettent de mesurer le rapport angle/vitesse (RPM) produit lors de ce test.
   
   
4. L'USB520 est idéal pour le conditionnement du signal des systèmes qui nécessitent la mesure du couple rotatif et des lectures de l'encodeur, comme l'angle et la vitesse. Sa conception compacte et robuste rend également l'USB520 adapté à ce type d'application industrielle.
   
   
5. L'application du logiciel de test et de mesure SENSIT™ de FUTEK à cette plateforme de test permettra à l'opérateur de réaliser des graphiques en direct et d'enregistrer les résultats.
   
   
6. La sortie de l'USB520 peut être intégrée à une solution PLC / VFD pour le contrôle de la puissance du moteur en boucle fermée.

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Produits utilisés :

• Séries TRS/TRH/TRD - Capteurs de couple rotatifs à codeur incorporé.
• USB520 - Solution USB pour pour application de mesure de couple et d'angle/vitesse.