Alimenter moteur CC24V en PWM 310V

[hary]

Bonjour.

J'ai une nouvelle interrogation qui me taraude.

Je dois alimenter un petit moteur électrique à courant continu 24V 6A de 150W environ.

Le soucis est qu'il est très éloigné de ma source d'énergie (60m de la batterie et panneaux solaire).
De ce fait, même si j'installe du câble 6mm2, j'ai des pertes en ligne importantes (de l'ordre de 3.6V soit une vingtaine de W !).

Je me demandais donc si je pouvais alimenter ce petit moteur avec un signal PWM de rapport cyclique 7 ou 8% à partir de 220V sinusoïdal venant d'un convertisseur DC12V/AC220V.

Je pensais utiliser ce type de convertisseur pour produire mon 220V :
http://cgi.ebay.fr/Car-12V-DC-to-220...item1c1fd5ea75

Avec un peu de chance ça sort un signal carré, ce qui serait idéal pour redresser et alimenter mon moteur en 220 "continu haché". Ça éviterait la tension crête de 317V du AC220V sinusoïdal.

Je pourrais aussi utiliser celui-ci en 110V :
http://cgi.ebay.fr/125-WATT-Car-12V-...item4cff72e0b4

afin de limiter un peu la tension à 140V crête dans ce cas et donc alimenter le moteur en 140v "continu haché".

Est ce que mon petit moteur se plaira à fonctionner sous ce type d'alimentation ?

Je ne sais pas si avec les rendements successifs du convertisseur, du redresseur et du PWM, je serais encore gagnant, mais cela me permettrait d'installer une simple ligne en 1.5mm2 beaucoup plus économique.

Qu'en pensez vous ?
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[Qristoff]

Le rendement mon cher ! le rendement....
pense qu'à chaque fois tu inserts une conversion dénergie ou un transport d'énergie, tu auras des pertes....
il faut raisonner en puissance ! un onduleur c'est 90% de rendement (dans le bon cas), donc 10% de perte, il faut ajouter les pertes liées au câble (même si la tension est plus élevée, tu en auras quand même) et ensuite le rendement de ton redresseur + hacheur pour alimenter le moteur (entre 85% et 90% toujours dans les bons cas). Donc au final, beaucoup de pertes par effet joule inutiles...
Si tu as des contraintes au niveau moteur, je te conseille plutôt un asservissement vitesse ou courant avec une tension un peu plus forte au départ de ligne.

[hary]

Il faut lire 60 mètres de ligne ! Soit 120m de conducteur !

Sous 6A, faites le calcul, en 4mm2, ça fait des perte de 20-25W !

Mais ça me dit pas si mon idée de départ est possible ?

[Tropique]

Sans même parler des problèmes pratiques qui sont insurmontables, la "base "théorique est fausse: un signal de puissance PWM idéal a exactement les caractéristiques du signal continu côté secondaire.

En plus ici avec ces paramètres, on sera très loin de l'idéalité, et avec le rapport rms/moyen du courant très dégradé, ce sera bien pire qu'une liaison simple et normale. A supposer que les convertisseurs survivent au traitement, ce qui n'est pas gagné.
Bref, à oublier d'urgence.
La seule méthode pour avoir un gain est le transport en vraie "haute" tension, suivi d'une transformation (conventionnelle) locale.
Mais s'il faut convertir au départ, cela augure mal du bilan global.

[A voir en vidéo sur Futura]

[hary]

Alors, c'est quoi la solution ?

Élever ma tension avant de la transporter puis l'abaisser pour l'utiliser.

Mais par quel moyen "conventionnel" comme tu dis ?

Pour rappel, je part de 12V DC et je veux arriver à 12V DC ou éventuellement 24V, car la pompe que je souhaite alimenter existe en 24V DC aussi.

[hary]

f6bes

Re : Alimenter moteur CC24V en PWM 310V
Mrs les modés :A supprimer SVP
Bon W E

Ah bon ? Comme ça, sans explication !
Ma gueule te revient pas ?
Et c'est toi qui décide pour les modés ?

[Tropique]

Alors, c'est quoi la solution ?

Élever ma tension avant de la transporter puis l'abaisser pour l'utiliser.

Mais par quel moyen "conventionnel" comme tu dis ?

Pour rappel, je part de 12V DC et je veux arriver à 12V DC ou éventuellement 24V, car la pompe que je souhaite alimenter existe en 24V DC aussi.

Idéalement, il faudrait un convertisseur "sur mesure", qui sort du carré à quelques KHz, à la tension maximale permise par le câble, et au bout un transfo + redresseur pour récupérer le continu basse tension.
Avec une seule étape de conversion et deux transfos relativement haute fréquence, le bilan énergétique sera favorable.

Ceci dit, je suis loin d'être certain que ce soit globalement avantageux: étudier sur mesure un convertisseur + composants magnétiques ad hoc pour une application unique et ponctuelle semble disproportionné.
Mettre plus de cuivre n'est peut-être pas très élégant, mais c'est quand même beaucoup plus simple, surement beaucoup plus fiable, et peut-être pas plus cher au final.

[f6bes]

Ah bon ? Comme ça, sans explication !
Ma gueule te revient pas ?
Et c'est toi qui décide pour les modés ?

Bjr à toi,
Hum AVANT de t'emballer.... faut "reflechir" !
Si j'avais du m'adresser à TOI j e l'aurais fait ...NOMMEMENT !

J'avais donc posté un message dont je me suis aperçu qu'il ne répondait aux critéres de la demande.
Je l'ai donc effacer .
Comme laisser un message vide n'est pas possible (dix mots)
J'ai simplement demander aux modés de supprimer ce qui restait de mon intervention !

C'est pas plus compliqué que cela !!
A+

[hary]

A f6bes :
Ouf, je suis rassuré tout de mème et toutes mes excuses si je me suis embalé.

Surtout que nouveau ici, il me semblait avoir vu ton pseudo passer plusieurs fois et que si je l'avais retenu, c'était plutot bon signe !
Ok, tout va bien alors.

Concernant la réponse de Tropique, je pensais m'en sortir relativement simplement grace à des modules du commerce type ceux dont j'ai donné les liens plus avant ou par de la "récup" (avec ces petites alim à découpage que l'on trouve partout)

Car en passant en 220v seulement, les pertes en ligne sont beaucoup plus acceptables et ce avec du 2.5 ou méme 1.5mm2.
Alors qu'avec 1 gros cable de 6 ou 10mm2, elles sont importantes sous 12V.

En plus, pour manipuler un si gros cable sur mes boniers fait pour passer 150W, ca risque de tout arracher. Bon il est toujous possible de ruser.

Dernier point enfin, Si j'installe du 6 ou 10mm2, j'ai tout simplement peur de me le faire embarquer ! 2 x 60m tout de meme !

Sinon, ca se trouve facilement les convertisseurs signal carré ?
Et puis pour augmenter le tension dans un tansfo, se fiche t-on que le signal soit sinus ou carré ? N'est ce pas comme pour alimenter les moteurs dont le rendement baissent si alimenté en signal carré ou mauvais sinus.

Sinon, la pompe que je souhaite faire fonctionner avec tout ca existe aussi en version 220V AC, mais c'est un moteur universel (type mixer). Je pense que ce type de moteur pourrait fonctionner avec n'importe quel signal de mauvaise qualité (genre signal carré ou sinus modifié produit par un onduleur bon marché.
Qußen serait il du rendement dans ce cas.

Ce serait peut ètre la moins mauvaise solution : Produire du 220V AC ?a partir d ema asource 12V DC avec un truc du genre :
http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?...84.m1438.l2649

et alimenter ma pompe a moteur universel directement en 220V AC.

[Tropique]

Sinon, ca se trouve facilement les convertisseurs signal carré ?

En éléments "off the shelf", j'en doute. Ca s'emploie pour la distribution d'énergie dans différents systèmes: satellites, centraux téléphoniques, etc

Et puis pour augmenter le tension dans un tansfo, se fiche t-on que le signal soit sinus ou carré ? N'est ce pas comme pour alimenter les moteurs dont le rendement baissent si alimenté en signal carré ou mauvais sinus.

Le carré est la forme optimale point de vue rendement, et cela reste vrai pour les transfos, moteurs universels.

Sinon, la pompe que je souhaite faire fonctionner avec tout ca existe aussi en version 220V AC, mais c'est un moteur universel (type mixer). Je pense que ce type de moteur pourrait fonctionner avec n'importe quel signal de mauvaise qualité (genre signal carré ou sinus modifié produit par un onduleur bon marché.
Qußen serait il du rendement dans ce cas.

Le rendement serait bon

Ce serait peut ètre la moins mauvaise solution : Produire du 220V AC ?a partir d ema asource 12V DC avec un truc du genre :
http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?...84.m1438.l2649

et alimenter ma pompe a moteur universel directement en 220V AC.

Couper cet appareil en deux: mettre le convertisseur 12V/400V DC à l'entrée du câble, et l'onduleur 400V/230V à la sortie.

Ce qui serait encore mieux serait d'alimenter directement le moteur 230V AC en ~170VDC: les pertes seraient minimisées, mais convaincre le convertisseur interne de faire sortir du 170V risque malheureusement d'être difficile.

[jlcms]

Bonjour,

Si j'avais à gagner sur le rendement je ferais les choses suivantes:
- d'abord j'élèverais la tension avant de la transmettre dans le fils. Par exemple en continu entre 60V et 90V (vers 75V) avec un convertisseur booster synchrone (dans lequel la diode est remplacé par un mosfet)
- si l'on n'est pas trop exigent sur les ondulations on peut monter au dessus de 96% de rendement, une tension limitée (<100V) permettra de trouver des mosfet combinant une faible charge de gate et une resistance ON faible.
- ensuite à la réception je mettais un abaisseur (buck) régulant le courant (ou le couple) et la tension (ou le régime moteur). A cette étape on peut aussi atteindre les 96% de rendement.

Bilan je me retrouve avec un courant 3 fois plus faible dans le câble et donc des pertes 9 fois plus faible donc environ 2W. Mes deux convertisseurs amènent 0.96x0.96=92% de rendement soit au maximum 8% de perte soit 12W. Au total j'ai perdu 14W au lieu des 20W de perte du départ.

Ce n'est pas grand chose mais en fait les pertes du convertisseur final existeront toujours (il faut bien réguler?).
En revanche il faut prévoir un troisième fil pour transmettre la consigne de régulation du moteur.

La seule bonne solution serait plutôt d'utiliser un moteur plus haute tension (on en trouve pas mal vers les 90V) et là la conversion de départ serait plus efficace.

[hary]

Et puis pour augmenter le tension dans un tansfo, se fiche t-on que le signal soit sinus ou carré ? N'est ce pas comme pour alimenter les moteurs dont le rendement baissent si alimenté en signal carré ou mauvais sinus.
Le carré est la forme optimale point de vue rendement, et cela reste vrai pour les transfos, moteurs universels.

Le signal carré est donc le mieux pour les moteurs universels seulement. Mais pas pour les autres moteurs il me semble type synchrone ou asynchrone à cage d'écureuil.
C'est bien ça ?

Couper cet appareil en deux: mettre le convertisseur 12V/400V DC à l'entrée du câble, et l'onduleur 400V/230V à la sortie.

Pourquoi du 400V DC ? Je pensais que du 320V DC, la tension crête du 220V AC sinus suffisait.

Sinon, le petit convertisseur allume cigare existe aussi en 12V DC/110V AC.
http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?...84.m1438.l2649
Si on y récupère la tension DC avant l'onduleur on devrait avoir quelque chose comme du 160V DC
Ce serait peut être pas mal ?

Mais j'ai lu que ces moteurs universel avait un très mauvais rendement.
Et toi Tropique tu me dis que le rendement est optimal. Peut être veux tu dire en comparaison avec une alimentation alternative sinusoïdale.

Arf, l'idéal serait un petit moteur brushless type ECM en 160V DC par exemple.

[Tropique]

Le signal carré est donc le mieux pour les moteurs universels seulement. Mais pas pour les autres moteurs il me semble type synchrone ou asynchrone à cage d'écureuil.
C'est bien ça ?

Il me semble qu'il n'a été question que de moteur universel?

Pourquoi du 400V DC ? Je pensais que du 320V DC, la tension crête du 220V AC sinus suffisait.

Il faut une marge de régulation, il y a des pertes, etc

Sinon, le petit convertisseur allume cigare existe aussi en 12V DC/110V AC.
http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?...84.m1438.l2649
Si on y récupère la tension DC avant l'onduleur on devrait avoir quelque chose comme du 160V DC
Ce serait peut être pas mal ?

Oui, ça devrait aller

Mais j'ai lu que ces moteurs universel avait un très mauvais rendement.
Et toi Tropique tu me dis que le rendement est optimal. Peut être veux tu dire en comparaison avec une alimentation alternative sinusoïdale.

Je n'ai rien dit sur le moteur même, je ne parle que de l'alimentation