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T.P 6 VELO A ASSISTANCE ELECTRIQUE
CHAPTAL SAINT-BRIEUC - 1 - Manipulation 6.doc
MANIPULATION N°6

T.P 6 VELO A ASSISTANCE ELECTRIQUE
CHAPTAL SAINT-BRIEUC - 2 - Manipulation 6.doc
ANALYSE DE L'INTERVALLE DE LINEARITE DE L'ASSERVISSEMENT EN COUPLE DU
MOTEUR :
REM : Le but de ce TP est de mettre en évidence les limites du domaine de linéarité de l'asservissement en courant
du moteur, afin de vérifier la caractéristique mécanique " Ratio = f(vitesse linéaire du vélo) " donnée par le
constructeur dans sa documentation technique.
Il faut savoir que cette courbe dépend d'un paramètre qui est la position du sélecteur de vitesse. Celui-ci
conditionne, pour une vitesse linéaire du vélo la fréquence de rotation du moteur par l'intermédiaire du pignon de
sortie conique.
Exemple de courbe donné par le constructeur :
Or la fréquence de rotation du moteur impose la valeur de la f.c.e.m du MCC. Imaginons que la fréquence de
rotation du moteur devient telle que la valeur de la f.c.e.m dépasse la valeur de la tension de la batterie, qui est en
fait la valeur de la tension en sortie de hacheur lorsque celui-ci n'est pas en roue libre (hacheur série un quadrant
"moteur"). Dans ces conditions il n'est plus possible d'obtenir un gradient de courant dans l'induit du moteur. Il n'y a
dès lors, plus d'asservissement possible en courant, du moteur.
Cependant, il faut remarquer que l'établissement de cette courbe n'a de sens, comme toute caractéristique
mécanique qu'en régime statique. Il faut entendre par-là qu'il n'est possible d'établir chaque point de fonctionnement
de la courbe qu'à condition qu'un couple constant ( ou à la rigueur un couple moyen constant) soit appliqué sur l'axe
du pédalier et qu'une fréquence de rotation constante soit imposée sur celui-ci. Ces conditions de fonctionnement
excluent donc un fonctionnement "normal" du vélo, à savoir un entraînement linéaire du vélo par une personne en
cours de pédalage. On peut alors parler dans cette situation de "régulation en courant" et non
d'asservissement en courant.
La solution idéale passe par une instrumentation spécifique du vélo.
Il faut coupler directement sur l'axe du pédalier, un moteur à courant continu qui servira à imposer une fréquence de
rotation constante sur cet axe ainsi qu'un effort par l'intermédiaire du dispositif de réglage de dureté par molette et
ressort situé sur le home-trainer.
MATERIEL UTILISE :
1 Vélo Axion-City de MBK équipé de :
Un Boîtier d'instrumentation électrique.
Sur ce boîtier, nous avons rendu accessible les signaux électriques suivants :
-La tension d'induit du moteur à courant continu ( qui est aussi la tension de sortie du
hacheur série "un" quadrant "moteur").
-Le courant d'induit du moteur, image du couple instantané du moteur à courant continu.
- L'image de l'effort instantané exercé sur la pédale (ce signal représente la consigne de
l'asservissement en couple du moteur qui doit assurer le ratio de un).
Un moteur type courant continu à vitesse variable, qui devra entraîner en rotation l'axe du
pédalier.
Ratio
Vitesse en
km/h
1
15 24

T.P 6 VELO A ASSISTANCE ELECTRIQUE
CHAPTAL SAINT-BRIEUC - 3 - Manipulation 6.doc
2- Home - traîner équipé d’un dispositif de réglage de dureté par molette et ressort.
3- D’un oscilloscope à mémoire numérique Métrix OX 8022.
4- D’une table traçante AGP 2410 reliée à l’oscilloscope.
5- Tachymètre pour mesurer la vitesse linéaire du vélo.
6- Ampèremètre magnétoélectrique pour la mesure du courant moyen du moteur (ici le
courant doit être en fait constant, car nous devons imposer un couple constant sur l'axe du
pédalier).
Conditions de mesures :
Position du sélecteur de vitesse sur une position prédéterminée.
Mesures :
Tracer point par point la courbe ratio = f(vitesse linéaire du vélo).
On vérifiera à l'oscilloscope la constance du couple électromagnétique du moteur du vélo ainsi que le ratio en
comparant l'image du courant d'induit et l'image du couple sur l'axe du pédalier.
Répéter cette courbe pour plusieurs positions du sélecteur de vitesse (ici maximum 4), tout en gardant à chaque fois
la même valeur du couple sur l'axe du pédalier.
Conclusion :
Conclure quant à la validité du document constructeur.
Faire apparaître l'intérêt du sélecteur de vitesse pour "prolonger" le domaine de linéarité de l'asservissement en
couple du MCC.
FIN