mesure Gros courant en continu

[inviteb283c553]

probleme:
automobile peugeot 106 electrique
soit un moteur courant continu de 11Kw nominal et 16Kw max.
marque leroy-sommer type SAE13
intensité absorbée max 200A / min -xA (passe en génératrice quant j'enlève le pied de l'accélérateur en roulant)
tension de fonctionnement 120V continu
gestion par hacheur

je souhaite mesurer l'intensité de ce moteur lors de sont fonctionnement.
j'ai pensé:
1 à la méthode shunt (en mesurant la tension aux bornes d'un barrettes de sectionnement d'un des coffres à batterie) mais le boitier de la barrette ne se démonte pas sans destruction et monter un shunt dans le circuit n'est pas possible sans modifications.
2 à la méthode pince ampèremétrique mais il me faut la lecture dans l'habitacle.
j'ai donc pensé faire un bobinage sur le cable d'arrivée des batteries et mesurer la tension induite sur ce bobinage par un kit de mesure que je règlerais pour afficher la valeur mesurée en ampères.

je pourrais l'étalonner de 0 à 10A avec mon multimetre et pour l'intensité max avec une pince ampèremétrique que je pourrais emprunter à mon travail (placée sur le cable avec la fonction hold activée)

c'est pour cela que j'ai besoin de votre aide:
déjà savoir si cela est possible à faire
si oui combien de spires avec un fil de quelle section
avec quoi afficher cette mesure pour que j'ai (par exemple) 100 quant il passe 100A dans le cable (je ne souhaite pas monter un multimetre à demeure).

connaissances en électronique très limitées (montage de kit , détection de soudures sèches ou de composants HS , je sais reconnaitre des composants type tyristor , condensateur , résistances , etc... et c'est tout) et mis à part de quoi souder rien pour la fabrication de circuit imprimés.
important légèrement daltonien (précision pour la couleur des bagues des résistances!! utilisation d'un ohmmètre pour y arriver)

merci
-----

[PA5CAL]

Bonsoir

Ton titre suggère que le courant que tu veux mesurer est continu. Or, l'induction dans la bobine n'apparaît que pour un courant variable. S'il passe 200A en permanence dans ton conducteur, tu n'obtiendras que 0V sur ta bobine une fois le régime établi.

La seule solution viable est une pince ampèremétrique, que tu peux fabriquer toi-même avec une ferrite ouverte et un capteur à effet Hall.

[jiherve]

Bonsoir
avec un capteur à effet Hall c'est le plus simple la ferrite n'est utilisable que si l'on exploite sa saturation donc avec un bobinage annexe alimenté en alternatif, si mes souvenirs sont bons!
JR

[PA5CAL]

Par exemple, regarde la notice de celui-ci (sensibilité 1,3 mV/G).

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

avec un capteur à effet Hall c'est le plus simple la ferrite n'est utilisable que si l'on exploite sa saturation donc avec un bobinage annexe alimenté en alternatif, si mes souvenirs sont bons!
JR

Exact (je l'avais oublié, ce montage-là). Ce genre de circuit suppose de connaître avec précision les caractéristiques de la ferrite saturable, et ça entraîne la mise en oeuvre d'un système qui ressemble à une véritable usine à gaz si on veut rester précis.

Pour le capteur à effet Hall il faut bien évidemment une ferrite non saturable (ou plus exactement qu'on prendra garde de ne pas saturer).

[inviteb283c553]

Bonsoir

Ton titre suggère que le courant que tu veux mesurer est continu. Or, l'induction dans la bobine n'apparaît que pour un courant variable. S'il passe 200A en permanence dans ton conducteur, tu n'obtiendras que 0V sur ta bobine une fois le régime établi.

La seule solution viable est une pince ampèremétrique, que tu peux fabriquer toi-même avec une ferrite ouverte et un capteur à effet Hall.

merci
concrètement?
la pince ampèremétrique CC oui
pour passer la ferrite ça risque de ne pas être possible si il faut qu'elle colle a mon cable car il est monté sur une cosse sertie un poil plus large que le cable.
apres j'en fais quoi de mon bazard à effet hall?
je ne comprend pas, vous m'avez causé chinois là.
la ferrite il lui faut de l'alternatif??j'ai pas ça de dispo (sauf pendant la charge)

merci

[inviteb283c553]

j'ai fouiné un peu
j'ai trouvé des cours sur les capteurs à effet hall

si j'ai bien compris:
1 ferrite
1 aimant
1 capteur

la ferrite sur mon cable , le capteur insérré dans le ferrite et le flux de l'aimant perpendiculaire à l'axe de mon cable.l'aimant fait dévier les electrons lors de leur passage.cette déviation varie en fonction de l'intensité et le capteur mesure cette déviation???

apres comment calculer les valeurs?
je prends un aimant quelconque?

merci

[PA5CAL]

pour passer la ferrite ça risque de ne pas être possible si il faut qu'elle colle a mon cable car il est monté sur une cosse sertie un poil plus large que le cable.

On trouve des ferrites toriques séparées en deux morceaux.

En fait, ça sert à canaliser et à concentrer le flux magnétique. S'il n'y a pas la place d'en mettre, on peut peut-être s'en passer, mais avec une perte de sensibilité (ce qui n'est pas trop grave, vu le niveau de courant) et des risques de parasitage par les fils électriques alentours (à étudier).

apres j'en fais quoi de mon bazard à effet hall?

Le capteur à effet Hall fournit une tension proportionnelle au courant qui passe dans le câble. Il suffit d'amplifier cette tension (comme on le ferait pour un shunt) pour pouvoir l'exploiter.

la ferrite il lui faut de l'alternatif??j'ai pas ça de dispo (sauf pendant la charge)

Les autres ferrites dont on parlait qui nécessitent de l'alternatif pour faire une mesure de courant sont des modèles saturable. On utilise leur non-linérité pour déterminer la composante continue du courant. Mais pour les capteurs à effet Hall, il ne faut surtout pas ce genre de ferrite. Il faut au contraire des modèles qui ne saturent pas, et qui gardent une parfaite linéarité.

j'ai fouiné un peu
j'ai trouvé des cours sur les capteurs à effet hall

si j'ai bien compris:
1 ferrite
1 aimant
1 capteur

Non, pas d'aimant. Ce n'est que le courant qui passe dans le câble qui crée le flux magnétique.

On alimente le capteur à effet Hall avec une alimentation extérieure de manière à y faire passer un courant constant. Le flux magnétique créé par le courant à mesurer vient dévier le courant qui traverse le capteur, ce qui crée une différence de potentiel (une tension) entre les faces du capteur perpendiculaires au courant.

apres comment calculer les valeurs?

Il faut calculer le flux magnétique engendré par le courant à mesurer au travers du capteur. Le gain entre ce flux et la tension de sortie est donné dans la datasheet du capteur. A défaut de pouvoir calculer ce flux, on peut faire un essai avec le capteur à effet Hall, puis adapter l'amplificateur qu'on placera à la sortie en fonction du résultat obtenu.

A mon avis, avec un courant de 200A (ce qui est énorme), on n'aura pas de problème de sensibilité, et on pourrait se passer de ferrite.

[inviteb283c553]

je me suis mal exprimé
les 200A c'est en pointe
à l'arret j'ai juste l'inducteur d'alimenté (environ 10A) et les auxiliaires en 12V sur une batterie annexe alimentée en continu via une convertisseur (dessus sont pris tout ce qui est en 12V de façon classique sur une automobile comme les phares , la pompe d'assistance freinage , autoradio , etc...)à la louche max 5/10A sur le 120V.

donc je vais arriver à une proportion de 1 pour 10 ou 15.

pour une ferrite en 2 partie (comme celles que je trouve sur des cables d'alimentation de pc par exemple?) je peux en monter une assez facilement.
je vais prendre de diametre de mon cable.

merci

[PA5CAL]

Un courant de 10A est assez important pour ne pas passer inaperçu. Le soucis, c'est quand on descend dans les mA.

pour une ferrite en 2 partie (comme celles que je trouve sur des cables d'alimentation de pc par exemple?) je peux en monter une assez facilement.

Il me semble que les ferrites qu'on met sur les câbles de PC fonctionnent en régime saturé, de manière à éliminer les perturbations électromagnétiques. Je pense donc qu'elles ne sont pas adaptées pour faire une mesure de courant par le flux magnétique.

Compte tenu du niveau de courant à mesurer, je pense qu'en plaçant le capteur tout contre le câble (avec une arrête de la puce parallèle à l'axe du câble) en en veillant à en éloigner les autres fils dans lesquels circulent des courants importants, on peut carrément se passer de ferrite. Il faut faire en sorte que le montage ne bouge pas afin de toujours garder le même gain.

[inviteb283c553]

voilà comment ça se présente sous le capot
la rangée de cable qui entre dans le boitier en alu sont en partant de la gauche
1 + charge rapide
2 - charge rapide
3 +120v batteries
4 -120V batteries
5 + moteur
6 - moteur

ils sont assez rapprochés

[inviteb283c553]

vu de coté
on voit a gauche un petit relais gris (c'est un relais 70A/12V pour la pompe de direction assisté et en dessous un boitier noir avec un rectangle blanc : c'est une barrette de sectionnement du coffre à batterie supérieur (les coffres étant en série cette barrette "voie" passer toute l'intensité délivrée par les batteries)

[inviteb283c553]

la barrette seule
c'est une bête barrette enfermée dans un boitier plastique en acier bichromaté.
c'est là dessus que je pensais faire une mesure d'intensité type shunt.

par contre est-ce que le capteur à effet hall ne pourrait-il pas y être collé?
car j'ai peur que tous mes cables ne soient trop serrés.

je pourrais faire une découpe dans le coté du boitier pour y passer le capteur et sa filerie et refermer au pistolet à colle.
par contre avec quoi le coller?
le capteur a-t-il besoin d'être refroidis? car je pense le noyer dans la colle (pistolet à baton de colle) sur la barrette après collage (pour qu'il soit solidaire et que je puisse débrancher ma barrette quant j'en ai besoin.)

[inviteb283c553]

arg j'ai oublié la barrette (aie pas la police )

[PA5CAL]

En ce qui concerne l'utilisation de la barrette comme shunt de mesure, c'est peut-être possible. Il faudrait savoir quelle est sa résistance, et ainsi on pourra déterminer combien de mV on pourrait en tirer. Il suffirait de venir souder un petit fil sur chacun des plots (à même la barrette) et de les relier à un ampli de mesure pas trop éloigné.

Mais comme j'imagine que cette barrette sert à quelque chose qui a un rapport avec la sécurité, il faudrait étudier ça de plus près pour ne pas que le système de mesure qu'on viendrait rajouter fasse courir de risque à l'équipement.

NB: Ce qui marrant, c'est qu'il y a 20 ans presque jour pour jour, j'ai bricolé des barrettes en alu de la même manière pour mesurer des courants allant jusqu'à 150A, et c'était aussi sur une voiture électrique, mais 4 fois moins puissante et avec une tension d'alimentation 2 fois plus faible.


Concernant la solution du capteur à effet Hall, je pensais qu'il serait possible de le coller au-dessus d'une paire de câbles, à l'endroit où le flux magnétique est le plus important (voir pièce jointe).

Par contre, ce type de capteur n'est pas fait pour fonctionner à haute température. Le modèle dont j'ai déjà donné le lien a une température maxi de fonctionnement fixée à 85°C (stockage jusqu'à 150°C). Il faudra de toute façon prévoir une compensation à l'aide d'un capteur de température monté près du capteur à effet Hall.

[inviteb283c553]

pour souder sur la barrette il me faut éclater le boitier car il est collé sur tout le tour.
le rôle de la barrette est d'isoler le pack de batterie supérieur en coupant le circuit (3 packs de batteries montés en série et dans chaque pack les éléments 6V sont en série soit 20x6V / 85Ah)
j'ai essayé de mesurer sa résistance (on ne rigole pas) avec mon multimetre et j'ai mesuré 0.2 ohm (mais avec le contact des touches sur le métal+cordons+connectique)

pour le capteur:
mes cables sont monoconducteur (un cable=une polarité) et même au niveau de la connexion ils sont espacés d'au moins 1 cm l'un de l'autre
les cables ne dépassent pas la température ambiante (ne chauffent pas)

si le capteur peut se contenter d'une seule polarité je pourrais le monter sur le cable qui sort du boitier (+ moteur) et aurais aussi la seule consommation du moteur sans les auxiliaires.

[inviteb283c553]

suite a la réponse de PA5CAL il serait possible de placer le capteur comme indiqué sur la photo.
cela correspondrait le mieux au schéma joint a la réponse puisque ces 2 conducteurs sont le positif et négatif de l'alimentation du moteur électrique.

[invite03481543]

Salut,

PA5CAL à déjà bien renseigné sur le sujet des capteurs Hall, juste pour info j'utilise pour des applications de mesures de courants des capteurs de chez LEM, qui permettent des mesures de courants très forts (+/-200A, +/-400A et au-delà), avec une sortie 0-5V (2,5V étant le 0A) ou d'autres types de sorties comme par exemple un MLI (modulation de largeur d'impulsions) proportionnel au courant mesuré.

Il suffit de passer le câble (ou les câbles) dans la fenêtre du capteur, et de raccorder le capteur à une alimentation 5V.
L'avantage du capteur Hall étant de pouvoir faire la mesure sur le câble positif ou négatif de la batterie, selon la place disponible, sans chûte de tension et sans rupture du circuit avec un isolement galvanique.
Tu trouveras sur leur site, toutes les infos utiles.
@+

[inviteb283c553]

merci Hulk
les infos ne me sont pas tres parlantes (je l'ai dis je suis un gros nul en electronique) mais si tu as un schéma avec les valeurs des composants après je me dépatouillerais pour faire une alim 12/5V et une plaque à souder avec des pistes droites je m'arrangerais pour faire le circuit.

et pour l'affichage/exploitation de la mesure?
a moins que ton montage n'intègre un affichage?

merci

[jhaw]

Bonsoir.
Perso, n'ayant pas de capteur à éffet de Hall sous la main, je serai tenté d'utiliser tout simplement la chutte de tention aux bornes d'un cable d'alimentation du moteur à l'aide d'un milivoltmètre. Le cuivre,(même gros) présentant une résistance non négligable à 200 Ampères peut servir de "schunt".