régulation moteur 220V 500W

Bonjour.

Je dois réguler en vitesse un moteur 220V d'environ 500W.

J'avais par le passé fait plusieurs essais en partant de gradateurs pour halogènes 500W, avec des petits moteurs de 30W, et c'était catastrophiques: quelle que soit la position du potentiomètre, le moteur tournait toujours à pleine vitesse.

Cette fois, le projet est sérieux, et ça doit impérativement fonctionner correctement: je dois pouvoir descendre la vitesse en dessous de 20% de la nominale. Vu que la dernière fois j'ai échoué, vous me conseillez quoi ?

Ma base, c'est la base classique: micro-controlleur, opto-iso, triac.

Petit problème nouveau: mon micro-controlleur actuel aura de grandes difficultés pour se synchroniser sur le passage à zero. L'idéal serait donc que la commutation puisse se faire coté puissance, sans nécessiter que le uC soit synchro. A condition que cela puisse se faire sans que ça soit trop compliqué. Si c'est compliqué, j'ajoute un second uC qui s'occupera spécifiquement de ce détail (recevoir la valeur en I2C, et s'occuper de la synchro de phase).

Pour faire les choses sans la synchro, j'imaginais que mon uC principale puisse envoyer un signal PWM dans l'opto, puis qu'après l'opto on fasse une moyenne du signal reçu, avec une simple RC, dont le temps de décharge devra être choisie autour de 10 fois la période du PWM. On obtiens alors une valeur analogique graduelle entre deux valeurs connues, qu'on peux injecter quelque part. Ca me ferait gagner beaucoup d'énergie si mon uC principale n'avait pas à gérer la synchro, et si je pouvais me passer d'un uC secondaire dédié à ça ... mais ce n'est pas forcément possible simplement, j'en ai bien conscience.

Merci.

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 >o_/ DEMAINE Benoît-Pierre (aka DoubleHP) http://benoit.demaine.info/ 
If computing were an exact science, IT engineers would'nt have work \_o< 

"So all that's left, Is the proof that love's not only blind but deaf." 
(FAKE TALES OF SAN FRANCISCO, Arctic Monkeys)
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Benoit-Pierre DEMAINE
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Variateur de fréquence et a 20% de vitesse du nominal il faudra faire une ventilation forcée.

Et quel type de moteur ? Universel ? A cage ? Démarrage par condo ? .....

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Pascal-J

Notes: le moteur est un moteur de ventillateur: sa charge est donc fixe, et la puissance absorbée est donc constante dans le temps, proportionnelle à la vitesse.

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la petite bobine de 200uH, déjà elle elle me fait peur (j'aime pas trop les inductances, je comprends pas comment ça marche).

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Pour moi, un potentiomètre est un composant analogique, et permet d'avoir une tension ajustée par l'utilisateur. C'est pourquoi je pense qu'il est possible de produire la tension de seuil requise par le triac ... par un PWM lissé.

Mais dans mon cas de charge fortement inductive, je sais qu'il y a des problèmes de déphasages; et je comprends trop mal le triac pour résoudre ce problème seul.

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Benoit-Pierre DEMAINE

Je n'ai pas les détails d'implémentation du moteur. Je sais seulement que c'est un moteur de ventillateur. J'ai bien conscience qu'il y a même dans la catégorie des ventillos plusieurs configurations possibles, mais je n'en sais pas plus.

C'est du monophasé, évidement.

Oui ... 500W, c'est un gros ventillo :)

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Benoit-Pierre DEMAINE

Tout ceux que je t'ai cité c'est du mono ;>)

A partir de 50KW c'est un gros ventilo

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Pascal-J

une tension ajustée par l'utilisateur. C'est pourquoi je pense qu'il est possible de produire la tension de seuil requise par le triac ... par un PWM lissé.

Gniiiiii ?

;>)

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Pascal-J

Le Fri, 19 Apr 2013 12:36:39 +0200, Benoit-Pierre DEMAINE a écrit :

La seule chose qui marche bien en alternatif est le variateur de fréquence avec un moteur asynchrone triphasé. Le variateur produit du tri a partir du mono, il est même fait pour ça aussi.

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moteur universel ou autre chose? As-tu essayé l'autotransfo

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    Philippe Vessaire  ??
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Philippe

"Benoit-Pierre DEMAINE" :

Pour quelle raison ?

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Jean-Christophe

Le couple résistif d'un ventilateur, c'est pas proportionnel au carré de la fréquence de rotation ? Ce qui voudrait dire que la puissance fournie par le moteur est au cube de cette dernière et non proportionnelle puisque puissance mecanique = couple machine x vitesse de rotation...

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cLx

Le 19/04/2013 12:36, Benoit-Pierre DEMAINE a écrit :

....>

.

Utiliser deux micro proc pour faire varier la vitesse d'un moteur, ça me parait bien excessif. La seule solution vraiment sérieuse est le variateur de fréquence qui transforme le secteur en une tension sinusoïdale variable en fréquence et en tension. Ce genre de dispositif ne se bricole pas sur un coin d'établi, surtout si on a peur des selfs :-(( Choisir un convertisseur qui peut se commander par une tension continue dans la gamme 0/10 volts. La suite est relativement facile à faire avec un micro contrôleur et une ou deux sorties PWM. Encore faut il connaitre un minimum d'électronique et de soft ! Bye

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Le_Chat_Gris

Approche trop chère.

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Benoit-Pierre DEMAINE

Parce qu'il y a une partie du soft ou je n'ai pas la main; mon code tourne en mode interruptible, avec un scheduleur dont la fréquence est trop proche de celle du secteur pour en tirer des résultats acceptables. J'ai une forte probabilité de "rater le bon moment", voir, d'être interrompu durant une pleine onde.

Mais tout ça est hors sujet, et ne répond pas à mes deux questions de fond:

- le principe du triac marche très bien avec les charges résistives, mais échoue lamentablement dans mon labo sur les charges inductives, alors que tous les bouquins d'électronique disent que c'est faisable. Je me suis trompé ou pour que même en poussant le potar au minimum, mon moteur continue à tourner presque à son régime nominal ?

- y a-t-il moyen de remplacer le potar par une tension résultant du lissage par cellule RC d'un PWM transmis par un opto-coupleur ?

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Benoit-Pierre DEMAINE

Je ne peux que difficilement envisager de commuter le triac au milieu de l'onde (diviser l'onde en pas).

Par contre, en réfléchissant au message du Chat Gris, je me dis qu'il y aurait un truc faisable, à ma portée, et peut être fonctionnel; vous me direz ce que vous en pensez: passer à la trappe certaines ondes: une sur quatre, une sur trois, une sur deux ...

Je suis en train de me rendre compte que, couper une onde en deux, c'est bien pour qu'une charge résistive ne receoive que la moitié de sa puissance nominale; mais un moteur, avant de causer puissance, il cause fréquence. Donc, je commence à me demander si en conservant des ondes pleines, mais en en supprimant certaines, j'aurais une petite chance de parvenir à une régulation de vitesse ? Ca, je pense que mon code pourrait le gérer.

Oui, je sais, y a tout un problème avec les harmoniques; et selon la configuration des bobinages, même en zapant une onde sur deux, j'ai une petite chance que le moteur reste à sa fréquence nominale. Mais, utiliser un régulateur halogène à 50%, finalement, il continue d'envoyer du 50Hz ...

Je n'ai pas les moyens financiers d'aller vers le convertisseur de fréquence tout pret; mais il y a peut être moyen d'approcher ça à moindre frais ?

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Benoit-Pierre DEMAINE

Bien sûr que ça marche mais il faut faire ça avec de vrais moyens je parle des specs et des notes d'apps. Ne pas oublier les effrayantes selfs que sont les enroulements du moteur, qui réagissent aux fronts de découpage en générant des surtensions encore plus effrayantes. Bref, en branchant une bonne vieille lampe à incandescence d'une centaine de Watts aux bornes du moteur tout rentre dans l'ordre. Si le variateur est antiparasité, c'est un peu plus pointu car la capa d'antiparasitege titille la self et ça fait des oscillations supplémentaires qu'il faut étouffer par un circuit damper. Un mot au sujet du triac, il faut choisir un modèle à faible Ihold.

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Attila

Bonne idée; la dernière fois je n'avais pas pensé à ça.

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Benoit-Pierre DEMAINE

en mode interruptible

Ne me dit pas qu'un contrôleur risc actuel tournant a la dizaine de Mhz n'est pas capable de gérer deux interruptions dont une a 100 hz ?

Pour info pendant un temps on gérait les onduleurs triphasés avec du 7 pulses par quart de période par thyristors (allumage et extinction) avec de la famille 8080

l'onde (diviser l'onde en pas).

Ben pourquoi ? C'est un graduateur que tu veux faire non ?

direz ce que vous en pensez: passer à la trappe certaines ondes: une sur quatre, une sur trois, une sur deux ...

Parlons train d'onde :

Découpage asymétrique des alternances (ou nb impair d'alternance) couic le moteur de suite, je te laisse deviner pourquoi

Découpage par couple d'alternance complète, couic plus tard et bonjour le bruit (On le fait pou de la résistance pas pour un moteur)

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Pascal-J

Pour 500w tu développe ton variateur de fréquence, pour du 500VA ce n'est pas la mère a boire pour un grand gaillard comme toi, pont, redressement, découpage les igbt actuels sont de prix tout a fait acceptables il me semble.

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Pascal-J

Avec un uC classique, oui; mais avec celui que j'utilise, non.

Bon; j'ai pas le temps de souder ce soir, mais demain je commence à mater ce qui se passe.

Mon code étant interruptible, il y a une bonne probabilité que mon code soit interrompu au moment du passage de la phase à zero (et donc que je rate cet instant), ou que je rate le moment ou il faut commuter.

Bon; je peux toujours bidouiller:

- pour le passage à zero, je peux carément me baser sur l'horloge interne (le tick counter), mesurer statistiquement la durée d'une onde en ticks, après quoi le tick counter me permettra de connaitre à peu près ou j'en suis sur la phase, et donc savoir si j'ai été interrompu. C'est jouable; mais pas idéal.

- pour la commutation, une fois que je suis calé sur le tick counter, c'est trivial de pré-calculer le tick ou il faudra commuter, et dès qu'il passe, on envoit.

Mais, j'aurais préféré une approche différente. Que la partie uC ne soit pas synchro sur la phase.

Pour ce soir, j'ai branché mon aspirateur (qui a un régulateur intégré) sur l'oscillo, et je regarde le déphasage du courant. Et je confirme: c'est déphasé.

***

Hmmm ... à l'instant, il me traverse une idée très très conne: construire une boite à décade: j'achète un lot d'ampoules halogène 300 et 500W, que je met en série et parallèles entre elles, en série avec mon moteur, et avec 3 triacs contrôllés en tout ou rien (et sans synchro de phase), je dois obtenir 5 vitesses (un triac dédié à la pleine puissance, puis

2^(3-1) vitesses inférieures). La constitution de la boite à décade est expérimentale, et spécifique au moteur, mais ...
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Benoit-Pierre DEMAINE

Tu voulais dire 500? ? Non, je vise BEAUCOUP moins que ça.

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Benoit-Pierre DEMAINE

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