Perceuse sans fil ★★

Présentation du système et problématique

Un fabricant d'outillage professionnel souhaite étudier la performance énergétique (rendement et autonomie) de son produit phare : une perceuse. Le diagramme de définition des blocs est donné ci-dessous.

Etude de la chaîne de puissance

Question 1. Numéroter les différentes parties sur le schéma en vous aidant du diagramme (diagramme de définition des blocs) ci-dessus.

Pour aller plus loin : Un cours résumé sur la modélisation avec le langage SysML qui explique notamment ce qu'est un diagramme de définition des blocs.

Question 2. Compléter la chaîne de puissance suivante :

Question 3. A partir du diagramme de définition des blocs, déterminer le rapport de réduction du réducteur à engrenages (voir exercice résolu Lego Mindstorms) ?

Question 4. Calculer la vitesse de rotation du foret.

Question 5. Calculer la puissance en sortie du moteur sachant que la puissance utile de la perceuse est de 360 W et que le rendement du réducteur est de 80%.

Question 6. Le moteur absorbe un courant 31 A (alimenté par la batterie). Calculer la puissance absorbée par le moteur, en déduire son rendement. (Aide : La tension d'alimentation du moteur est celle délivrée par la batterie).

Question 7. En déduire le rendement global de la chaîne d'énergie.

Question 8. Sachant que le courant fourni par la batterie est de 31 A et que la capacité de la batterie est de 2 Ah, calculer l'autonomie de la perceuse en minutes. (Aide : Voir le problème résolu autonomie d'une torche).

Changement du moteur

Suite au résultats précédents, le fabricant décide de remplacer le moteur pour un plus performant. Le nouveau moteur possède un rendement de 95%.

Question 9. Calculer la nouvelle puissance absorbée par le moteur.

Question 10. Calculer le courant délivré par la batterie pour alimenter le moteur en prenant en compte la puissance calculée à la question précédente.

Question 11. Calculer à nouveau l'autonomie de la perceuse.

Changement du réducteur

Le fabricant décide en plus de changer le réducteur pour un plus performant. Le nouveau réducteur possède un rendement de 98%.

Question 12. Déterminer l'autonomie de la perceuse.