Ajouter un transformateur tournant à un moteur de ventilateur pour PC

[skyward]

Bonjour,

Cet été je suis animateur électronique pour une colonie scientifique, et j'ai décidé de réaliser avec eux un globe lumineux exploitant la persistence rétinienne sur des LEDs tournantes. En théorie, c'est possible d'alimenter le circuit placé au rotor, du stator, en ajoutant des enroulements supplémentaires pour un transformateur tournant (circuit différent de la puissance transmise au DC Brushless).

En fait, j'ai trouvé une page qui montre que c'est faisable même très facilement et que cela marche, le problème étant qu'elle est en Russe :
http://translate.google.com/translat...ed-globus.html

J'ai quelques doutes (je peux comprendre que Google a du mal à traduire le Cyrillique) sur sa réalisation : a-t-il tout simplement ajouté un bobinage au stator et au rotor, isolés par du scotch d'électricien, et compté sur la différence de fréquence entre champ tournant pour la rotation mécanique et PWM à redresser ultérieurement pour la consommation électrique (couples pulsants faibles) ? Dans ce cas comment cela tient-il (l'entrefer est déjà très petit...) ?
J'ai aussi l'impression qu'il fait des calculs de nombre de couches au secondaire en se basant sur les tours par minute, quel est le rapport (encore ampère tour d'accord, mais là...) ?

En vous remerciant d'avance d'éclairer ma lanterne

Bien cordialement,
Skyward
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[polo974]

en suivant les liens de la page:
http://code.google.com/p/povglobe/
c'est plus abordable pour le commun des occidentaux.

et un autre rigolo:
http://www.ladyada.net/make/spokepov/index.html

[skyward]

Merci pour les liens, ils sont très intéressants. En particulier je retiens en backup la solution d'alimentation à base de Jack stéréo comme pivot ; mais pédagogiquement j'aimerais tout du moins essayer de faire de la transmission sans pertes mécaniques (je préfère des pertes magnétiques que des pertes mécaniques, car c'est le couple du ventilateur qui est sacrément limitant).

Une idée ?

[mgduc]

Bonjours, Si tu te sert du transfo rotatif que pour l'alimentation et que tu fais tourner le pic et tout le tralala (Ce que je pense étre la fasson la plus simple) cela devrais fonctionner.

[A voir en vidéo sur Futura]

[skyward]

D'accord, merci pour la confirmation. Mais du coup, comment ajoute-t-on un transfo rotatif à un DC brushless ? Comme j'en ai déduit plus haut ?

[DAUDET78]

Tu as aussi une autre solution , tu utilises l'énergie de la rotation pour alimenter ta structure mobile
Un alternateur à aimant dont le rotor est fixe et le stator mobile (et ça te fais aussi le palier de rotation pour ta structure)

[skyward]

Ca peut être une solution effectivement, merci. Cependant, vu qu'un courant circulera dans les LEDs, la génératrice fonctionnera en frein et produira un couple résistant qui dépend de la charge, or je n'ai pas prévu de capteur de vitesse pour l'asservissement... Sans parler de la question du volume et du coût (ce serait bien de récupérer des pièces de récup) :/

D'où l'attrait de la solution de transfo tournant

[DAUDET78]

la génératrice fonctionnera en frein et produira un couple résistant qui dépend de la charge,

Il faut tout simplement que ta génératrice fonctionne à charge constante. C'est pour ça que les régulateurs shunt ont été inventés.

[skyward]

Fixer la tension aux bornes d'une résistance de polarisation, car entre f.e.m. de l'alternateur et potentiel de cathode d'une Zener, de telle sorte que le courant de charge (qu'il soit distribué vers la Zener ou les LED) soit constant, j'imagine ? Pourquoi pas, j'ai juste un peu peur des pertes vu que le courant des LED peut évoluer entre 0 et 320mA sans compter le micro et ses dépendances... Qu'est-ce que tu en penses ?

En parallèle (restons ouverts ^^ ), j'ai l'impression d'après cette photo qu'il suffirait d'enrouler le primaire autour du palier du ventilo, et le secondaire autour du rotor... Vu que le DC brushless est à aimants permanents au rotor (alésage) et que le stator est au centre ("arbre"). Du coup, à quoi servirait le scotch d'électricien puisque pour avoir des spires aussi jointives et surtout empilées il faut nécessairement qu'elles soient revêtues d'une couche isolante ?

[polo974]

D'accord, merci pour la confirmation. Mais du coup, comment ajoute-t-on un transfo rotatif à un DC brushless ? Comme j'en ai déduit plus haut ?

sur le rotor, tu bobines le secondaire (120 tours) proprement (tu encolles au vernis à ongle par ex).
tu mets un tour de carton qui va devoir pouvoir disparaitre, c'est une entretoise. (tu l'emballes avec 2 couches de scello-frais par ex)
tu bobines dessus 90 tours pour le primaire (que tu encolles au vernis à ongle par ex)
tu colles autour un truc qui relie cette bobine au support du ventilo (si c'est en fer genre fer de transfo, c'est encore mieux, mais surtout pas du métal conducteur sur le tour complet...).

tu vires l'entretoise en carton (qui devrai se virer facile si tu as bien prévu ton coup...)

et voilà, un petit transfo tournant.
tu attaques avec fréquence suffisante (à toi de tester...)

(avec les photos du site russe, ça doit être assez clair)

[skyward]

Merci de ta réponse, c'est très clair

Juste, du coup, ça lève quelques petites questions : pourquoi 90 et 120 tours ? Le scotch vert est-il pour fixer ces enroulements ?
Et surtout : n'y a-t-il pas besoin d'un noyau de fer pour canaliser le flux (pertes magnétiques...) ? Est-ce que cette construction est envisageable parce que justement, la fréquence de travail du transfo tournant n'a que peu d'effets sur le ventilo ? Ou parce que le couple est pulsant, axialement ?

[polo974]

Merci de ta réponse, c'est très clair

Juste, du coup, ça lève quelques petites questions : pourquoi 90 et 120 tours ?

c'est le russe qui le dit, perso, je dirais pourquoi pas, il "suffit" d'ajuster la fréquence...
lui, il est parti sur 122Hz...
(donc si tu mets 150/200 tours tu devrais pouvoir utiliser direct du 50Hz)
le rapport 90/120 permet de compenser le couplage partiel entre les 2 bobines.

Le scotch vert est-il pour fixer ces enroulements ?

oui, mais je pense que du vernis pour tout encoller c'est aussi bien (et plus durable).

Et surtout : n'y a-t-il pas besoin d'un noyau de fer pour canaliser le flux (pertes magnétiques...) ?

Les 2 bobines sont coaxiales, donc à mois de mettre du fer entre les 2, le gros du flux de l'une va passer dans l'autre.
Le fer permettrait juste d'augmenter l'inductance et donc de réduire la fréquence.
Tu peux t'amuser à mettre des lames verticales (euh, // à l'axe) à l'intérieur de la petite bobine et à l'extérieur de la grande (par exemple si la bobine à vide consomme trop pour cause d'inductance trop faible).

Est-ce que cette construction est envisageable parce que justement, la fréquence de travail du transfo tournant n'a que peu d'effets sur le ventilo ? Ou parce que le couple est pulsant, axialement ?

le flux du moteur est contenu dans le moteur (par l'anneau magnétique du rotor).
le flux du transfo est // à l'axe, donc n'exerce aucun couple moteur.

[skyward]

Merci pour la confirmation polo974

Concernant les spires, voici ce que j'avais à l'esprit: je sais que plus la fréquence de travail est grande, plus les transfo sont petits et c'est de toute évidence dû au nombre de spires ; mais quel est ce lien, quantitativement, justement (ce qui t'a permis de trouver 122Hz...) ?

[Hoedus]

La réalisation m'intéresse!
En fin de colo, tu pourrais envoyer quelques photos et une explication de ce que tu as fait ? Et si tu es très généreux et que ça fonctionne, tes schémas et sources seraient géniaux
Ca pourrait bien être mon projet de vacances d'été, c'est parfaitement inutile donc absolument indispensable

[polo974]

Merci ...
(ce qui t'a permis de trouver 122Hz...) ?

c'est pas moi, c'est l'autre . . .
perso, je choisirais une fréquence telle que le courant à vide soit de l'ordre du 1/10 du courant en continu.
mais, bon, c'est empirico-pifométrique...

pour les calculs de self (à air), il faudrait que j'exhume un vieuuuuuux cours de radio-amateur (ou un recherche rapide sur internet)...
mais en gros, l'inductance varie au carré du nombre de tours et augmente quand on ajoute du fer (au bon endroit)...

[skyward]

OK ça marche, merci de votre aide à tous, j'ai ce qu'il me faut pour m'y mettre

A bientôt sur FS,
Skyward