pilote moteur universel, PWM continu VS Gradateur Alternatif?

[Lomick]

Bonjour,

Je compte utiliser un moteur universel dans mon projet, sur le moteur est inscrit 220V 100 W 0.5A.
Le projet nécessite une variation de vitesse de ce moteur et j'hésite entre deux choix de pilotage:

1. Continu (PWM): qui consiste à redresser la tension du secteur 220 V, dans ce cas j'obtiens environ 312 V continue, avec un pont de diode (diode 1N4007). Puis à moduler la tension continue en utilisant un transistor mosfet IRF840 canal N.

1. Alternatif (Gradateur): qui consiste à utiliser un triac et à régler l'angle de déclenchement.

Le premier parait plus simple mais je me demande s'il y a des avantages ou des inconvénients à utiliser l'un par rapport à l'autre.

Merci

PS: le pilotage s'effectue par un microcontrôleur.
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[DAUDET78]

sur le moteur est inscrit 220V 100 W 0.5A.

Ce moteur peut fonctionner avec une tension continue ????
Il a des balais avec un rotor bobiné ?
Il a un rotor en ferraille (cage d’écureuil) ?

le pilotage s'effectue par un microcontrôleur.

De toutes les façons, il faut un photocoupleur pour la liaison

[Montd'est]

Le premier parait plus simple

Pas forcément...


Le continu permet de faire moins de pertes fer dans le circuit magnétique du moteur.

[Lomick]

Ce moteur peut fonctionner avec une tension continue ????
Il a des balais avec un rotor bobiné ?
Il a un rotor en ferraille (cage d’écureuil) ?De toutes les façons, il faut un photocoupleur pour la liaison

Oui c'est un moteur universelle, j'ai essayé avec la tension du secteur et ça a marché. J'ai également essayé avec une tension continue de 24 V et ça a aussi marché mais avec une vitesse plus faible.

Bien évidement, je vais utiliser un optocoupleur je pense un 4N33.

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

En alimentation DC, le moteur doit être sous-alimenté (je ne sais plus de combien) car la self du moteur n'offre plus de réactance
En AC , tu peux utiliser un gradateur par phase avec un MOC3021 en liaison

[Lomick]

Pas forcément...


Le continu permet de faire moins de pertes fer dans le circuit magnétique du moteur.

Pas forcement? j'ai pas bien compris.
Par rapport à ta dernière phrase? c'est à dire qu'il y a plus d'avantage avec le continu???


Alors pour moi le gradateur alternatif consiste à faire d'abord un détecteur de passage à zéro du sinusoïde de la tension du secteur qui va générer une interruption du µC puis ce dernier va envoyer une impulsion au triac après un certain temps variable. Côté composant il faut au moins 2 optocoupleurs (détecteur de passage à zéro, et interface vers commande gâchette triac), peut-être un transfo pour ce détecteur, un pont de diode, un triac, quelques résistances.

Le modulateur PWM, un pont de diode, un mosfet, un optocoupleur, une diode, quelques resistance. C'est pour ça que j'ai dit que le continu pariat plus simple.

[DAUDET78]

C'est pour ça que j'ai dit que le continu pariat plus simple.

Tu as oublié une alimentation 12V DC à part dédiée à l'alimentation de la grille du NMOS

[Montd'est]

Pas forcement? >>>>>>>>>>>>>
Le modulateur PWM, un pont de diode, un mosfet, un optocoupleur, une diode, quelques resistance. C'est pour ça que j'ai dit que le continu pariat plus simple.

Mon "pas forcément" voulait dire que je trouve que faire un variateur PWM sur secteur n'est pas plus simple qu'un gradateur...

Dans l'outillage électroportatif et les aspirateurs c'est des gradateurs qu'on trouve... et ya vraiment pas bcp de composants pour les faire...

[Lomick]

Tu as oublié une alimentation 12V DC à part dédiée à l'alimentation de la grille du NMOS

Merci pour tes réponses, alors il y a déjà une tension de 24 V DC sur le circuit électronique mais même avec ça le nombre de composant est nettement moins avec la modulation PWM non?

Pour le gradateur j'ai déjà un MOC3051 que je compte utiliser mais je n'arrive toujours pas à décider entre les deux solutions.

Je pense que pour être précis je tends vers la solution PWM (de plus le uC a déjà un module PWM), mais ce que je cherche c'est surtout son inconvénient.

Es-ce que attaquer le moteur avec ce 312 V continue du secteur redressé avec un pourcentage duty cycle du PWM faible n'est pas dangereux pour le moteur ??

[DAUDET78]

Merci pour tes réponses, alors il y a déjà une tension de 24 V DC sur le circuit électronique

Il faut une tension 12V DC isolée galvaniquement de ta carte électronique/

[Montd'est]

Merci pour tes réponses, alors il y a déjà une tension de 24 V DC sur le circuit électronique

Daudet devait vouloir dire "une alim 12V galvaniquement isolée" de celle oû se trouve ton microcontroleur...

[Lomick]

Bonsoir,

Vraiment désolé de ne répondre que maintenant, j'étais en vacances de quelques semaines totalement déconnecté de la technologie.

Alors je reviens sur mon projet, d'abord merci beaucoup Montd'est et DAUDET78, après vos réponses et quelques recherche, vous m'avez convaincu sur le gradateur je pense finalement que je vais choisir cette solution.

Mais de toutes les façons, j'ai une question, j'ai pas encore vraiment travailler avec les MOSFET de puissance et je me demande pourquoi il faut absolument isoler galvaniquement la commande de la grille? c'est quoi l’inconvénient si je place directement un transistor bipolaire par exemple entre la grille du Mosfet et la pin du microcontrôleur?

J'ai encore une autre question, au final j'ai deux questions, , l'avantage principale du PWM pour moi c'est que ça fait beaucoup moins d'interruptions dans le uC (il y en a déjà plusieurs autres inévitable) alors que le uC fait beaucoup de taches en parallèles (commander et synchronisez plusieurs moteurs, frein, faire des calculs, etc) qui nécessitent des précisions temporelles très précises (temps réel si vous voulez).
Du coup, je me demande toujours sans parler des circuits de commande les inconvénients de piloter ce moteur en continue par PWM par rapport au gradateur en alternatif (puissance? rendement? perturbation électromagnétique à cause de la fréquence? ... ?)

Merci

[Antoane]

Bonsoir,

Mais de toutes les façons, j'ai une question, j'ai pas encore vraiment travailler avec les MOSFET de puissance et je me demande pourquoi il faut absolument isoler galvaniquement la commande de la grille? c'est quoi l’inconvénient si je place directement un transistor bipolaire par exemple entre la grille du Mosfet et la pin du microcontrôleur?

Dans ce cas, tout le montage se retrouve directement relié au secteur.
Autrement dit : toucher n'importe quel point du montage revient à peu près à mettre un doigt dans la prise, directement sur la phase.
C'est génant, d'autant plus que le montage en lui-même étant alimenté en basse-tension, tu ne t'attend pas à ce qu'il faille faire attention.

l'avantage principale du PWM pour moi c'est que ça fait beaucoup moins d'interruptions dans le uC (il y en a déjà plusieurs autres inévitable) alors que le uC fait beaucoup de taches en parallèles (commander et synchronisez plusieurs moteurs, frein, faire des calculs, etc) qui nécessitent des précisions temporelles très précises (temps réel si vous voulez).
Du coup, je me demande toujours sans parler des circuits de commande les inconvénients de piloter ce moteur en continue par PWM par rapport au gradateur en alternatif (puissance? rendement? perturbation électromagnétique à cause de la fréquence? ... ?)

- moins de pollution EM, grace à la commutation par zéro du courant et à la fréquence de commutation réduite. De plus, le triac est un composant relativement lent (=> plus faible di/dt et dv/dt => plus faible émissions EM).
- c'est lié au point précédent : il n'y a pas de problème pour gérer les charges inductives alors qu'il faut une diode de roue-libre, un snubber, etc. avec un MOSFET.
- Il n'y a qu'un seul composant de puissance dans le cas d'un montage à triac, il en faudrait (au moins) 5 avec un MOSFET.
- Un triac 600V-16A, c'est courant. Un mosfet 600V-16A (avec une R_{ds, on} < 0.1Ohm pour compétitionner avec le triac)... C'est moins courant.
- simplicité relative de commande (ca se discute) : pour commander un MOSFET de manière isolé, il faut employer une alimentation isolée, un transfo d'impulsions particulier, ou encore un opto-coupleur particulier (à sortie en tension, utilisant l'effet photo-voltaïque (i.e. une grosse photo-diode)).

Quant à la surcharge de travail pour le µC... Elle n'est pas énorme

[gcortex]

Sans hésitation : PWM !
Moins d'ondulation -> Meilleur rendement du moteur et les charbons qui durent plus longtemps.
Tu peux même compenser partiellement l'ondulation en réduisant le rapport cyclique au sommet des demi-sinus.
Un LC antiparasite, mais pas de filtrage 100Hz, un MOS dernière génération (faible Rds) et une diode rapide
ou shottky dernière génération (je ne sais plus le nom exact). PS : la valeur moyenne vaut 2Vmax/pi.

[gcortex]

Surtout si tu as besoin de couple à faible vitesse, ce qui n'est pas le cas d'un aspirateur.
La solution triac est plus simple quand on n'a pas de µC et quand la commande est manuelle (potar).

[Lomick]

Merci Antoane et gcortex

C'est beaucoup plus clair maintenant,

gcortex, Justement le système a besoin de couple à basse vitesse mais j'ai déjà choisi le Gradateur, j'essaie d'abord de terminer le montage et on verra ce que ça donne.

Merci