Freiner moteur

[snyfir]

Bonjour,

j'ai réalisé une carte puissance qui est commandée par un microcontroleur avec des sorties pwm. Deux moteurs sont branchés dessus.
Le problèmme est que quand les moteurs ne sont plus allimentés, ils sont en roue libre. Je voudrais donc pouroir les frainer quand ils ne sont pas alimentés. J'ai penssé a inversser la polarité, mais je ne voie pas comment faire. J'ai donc pensser aussi a courcicuité les moteurs. Est-ce possible avec un transistor ? Si vous avez d'autre idées ?

Merci d'avance pour vos réponsses.
-----

[Jack]

Je ne comprends pas ton problème. Ton moteur est en court-circuit par la diode de roue libre quand tu bloques le transistor

[louloute/Qc]

Les modèles réduits de voiture électrique ont en effet un frein qui consiste à court-circuiter le moteur. Dans ton cas, tu vas avoir besoin d’un autre fet (par moteur) directement en parallèle sur le moteur… et l’électronique pour le commander.
Autre technique qui t’évite de définir quand le moteur a à être freiné est de les alimenter par un pont de fets qui reçoivent ta PWM et son inverse à leur gate ainsi tout ralentissement se fera automatiquement. Pour marche avant-marche arrière, il te faut un pont en H.

[snyfir]

Merci pour vos réponsses
louloute, tu as parfaitement ciblé mon problème.
"Dans ton cas, tu vas avoir besoin d’un autre fet (par moteur) directement en parallèle sur le moteur"
C'est coi un fet ? aurais tu un schéma d'exemple ?
De même pour un pont en H ?
Qu'elle méthode me conseil tu ?

Merci d'avance

[A voir en vidéo sur Futura]

[louloute/Qc]

Bonsoir Snyfir,

Si on branche un moteur DC à une alimentation Vcc, il va tourner dans un sens à grande vitesse. Si alors on le débranche de Vcc, il va continuer à tourner sur son inertie.

Si au lieu de le débrancher simplement on court-circuitait ses deux fils immédiatement, il serait beaucoup plus rapide à ralentir

Le principe de la PWM de ton schéma est de fournir au moteur au travers de Q1 la totalité de l’alimentation Vcc, puis de le laisser continuer sur son élan (inertie). Comme c’est fait à haute fréquence, le moteur moyenne le signal qu’on lui envoie, ainsi si le signal rectangulaire sur R3 a un rapport cyclique 1/3, c’est à dire qu’il va faire conduire le FET Q1 1/3 du temps et le bloquer 2/3 du temps; le moteur tournera comme si on lui appliquait Vcc/3 en permanence. Comme si dans ta voiture tu mettais le pied au plancher 1/3 du temps et relâchais la pédale 2/3 du temps en faisant très vite, cela te donnerais à peu près le tiers de la puissance du moteur.

Si l’on remplace la diode par un autre transistor FET mais qui travaille à l’inverse de Q1 (voir Figure 1) après que le moteur ait reçu son énergie durant la conduction de Q10, il se fait court-circuiter par Q11. Il y a une perte d’énergie mais le moteur répondra plus rapidement, comme si dans ta voiture tu passais du pied au plancher au frein à fond très rapidement.

À la figure 2, le moteur DC est au milieu d’un pont de quatre transistors qui fonctionnent Q10 et Q13 en même temps, puis Q11 et Q12, ce qui fait que le moteur peut recevoir :
- Si Vcc est applique aux gates de Q10 Q11 et 0V appliqué aux gates de Q12 Q13 (rapport cyclique 1), Q10 et Q13 conduisent en permanence, le moteur est alimenté à Vcc de droite à gauche et tournera donc pleine vitesse dans un sens.
- Pour les rapports cycliques entre 1 et ½, même sens de rotation mais de moins en moins vite au fur et à mesure que le rapport cyclique diminue..
- Avec un rapport cyclique ½ le moteur est à l’arrêt.
- Rapport cyclique entre ½ et 0 le moteur se met à tourner dans l’autre sens de plus en plus vite.
- Avec un rapport cyclique 0 (0V appliqué aux gates de Q10 Q11; Vcc appliqué aux gates de Q12 Q13) cette fois c’est Q11 et Q12 qui conduisent en permanence, Vcc est appliqué au moteur de G à D, il va tourner pleine vitesse dans le sens contraire au premier cas.

On peut donc ainsi contrôler la vitesse du moteur dans les deux sens.

Si tu ne cherches pas la marche arrière, l’idéal est de contrôler indépendamment Q10 et Q11. Q10 est le transistor ‘moteur’ et Q11 est le frein, donc Q10 devrait être contrôlé par la PWM durant les période où la vitesse augment, sans que Q11 soit commandé; la vitesse établie, Q11 n’est pas non plus utile; on ne s’en servira que lors de décélérations, de nouveau on cesse de s’en servir quand une autre vitesse est établie, puis on se sert à nouveau de Q11 pour freiner jusqu’à un arrêt complet, on peut alors arrêter toute PWM dans l’un ou l’autre transistor.

Dans le cas du pont en H (figure 2) là aussi, il est préférable d’avoir pour Q10/Q13 une commande et pour Q11/Q12 une autre commande. L’un des couples de transistors étant le frein de l’autre couple.

C’est là qu’entre en jeu la programmation. Amuse-toi bien!

[louloute/Qc]

Comme équivalant de ton IRL 510 (100V 5,6A) j’ai trouvé ce SPF9520, MOSFET canal P (-100V; -6A) mais je n’ai aucune idée s’il est disponible en France. Par ailleurs, j’ai simplifié le schéma comme s’il s’agissait d’un moteur 12V; si le moteur est à plus haute tension, la commande des gates des MOSFETs canal N (Q10/Q12) et canal P est à reconsidérer.

http://www.datasheetcatalog.com/data...5/IRL510.shtml

http://www.fairchildsemi.com/ds/SF/SFP9520.pdf

[Jack]

Je ne comprends pas pourquoi faire une usine à gaz alors qu'il n'y a pas de problème avec le schéma de départ: le moteur est en court-circuit lorsqu'il ralentit.

J'ai déjà donné la réponse, mais si vous tenez à vous compliquer la vie ....

[gienas]

Bonjour Jack et tous les autres

... J'ai déjà donné la réponse, mais si vous tenez à vous compliquer la vie ...

Je ne le pense pas.

Le moteur n'a pas le comportement d'une inductance, c'est à dire n'inverse pas sa tension quand le courant cesse. Du coup, la diode ne le vide pas.

Il faut bien mettre une charge en parallèle, genre mode 4 quadrants, pour que le moteur soit effectivement freiné.

La diode, là, est un piège, pour la partie inductive du moteur. (commutations)

[Jack]

Le moteur n'a pas le comportement d'une inductance, c'est à dire n'inverse pas sa tension quand le courant cesse. Du coup, la diode ne le vide pas.

Quand le transistor est bloqué, le moteur devient générateur:
le courant ne pouvant s'interrompre instantanément, il va passer par la diode de roue libre. Qui dit courant, dit couple. Il y aura donc un couple résistant qui va freiner le moteur.

Et tant que le moteur tournera, il génèrera une fcem, donc la diode sera en direct et un courant existera. Et tout ça jusqu'à ce que le moteur soit arrêté.

A+

[gienas]

... Quand le transistor est bloqué, le moteur devient générateur ...

Exactement: de fém proportionnelle à sa vitesse, légèrement décroissante.

Mais sa polarité ne change pas, comme le ferait une inductance, qui continue à tout prix, de maintenir le même courant, et, pour cela inverse la tension à ses bornes. Si elle ne le faisait pas, elle ne pourrait pas maintenir le courant

... le courant ne pouvant s'interrompre instantanément ...

Hormis les pointes dues aux lames du collecteur qui étincellent, et donc génèrent des aigrettes, le courant s'arrête immédiatement ... d'où le problème.

... Et tant que le moteur tournera, il génèrera une fcem, donc la diode sera en direct et un courant existera ...

La diode était en inverse, et le reste. Elle est têtue

[stick2]

Bonjour Jack,
Genias a raison, pas d'inversion de sens de rotation > pas d'inversion de polarité.
Bien à toi

[Jack]

Hé bé oui, tu as raison Gienas

[snyfir]

Si je comprend bien, je branche un transisor entre les bornes du moteur, et je l'active quand je veux frainer. Un IRL510 est'il bon ?

[gienas]

Bonsoir snyfir et tout le groupe

... je branche un transisor entre les bornes du moteur ...

Enfin, peut-être pas aussi radicalement que cela, et pas forcément de cette polarité.

Comme nous ne savons pas quel moteur, quelle puissance, quelle énergie, il est prudent de prévoir une résistance en série. Car un freinage brutal pourrait ne fonctionner qu'une fois

Cette résistance est à dimentionner en fonction du courant qui peut s'établir au moment de la commutation, à la vitesse la plus grande.

Le transistor, tel que je le vois, il a sa protection Zener qui court circuite le moteur

Probablement pas le bon, et sa commande doit être revue pour commander par rapport à la masse.

Edit: j'ai rapatrié tes deux images sur le serveur. C'est ce qu'il faut privilégier, pour ne pas perdre les images. Autant le faire directement.

[snyfir]

Si j'inverse mes transisors et que je mais une résistance sa peut marché ? Car comme transistor a commande logique, je n'ai que cela.

[gienas]

Bonsoir snyfir et tout le groupe

Si j'inverse mes transisors et que je mais une résistance ça peut marcher ? ...

Non, ce n'est pas si simple.

Il faut, tu en es prisonnier, que tes commandes soient par rapport à la même référence, 0V.

Si c'étaient des transistors bipolaires, et compte tenu de la disposition de ton schéma, celui de commande serait NPN, émetteur à la masse.

Celui de "décharge" serait un PNP, émetteur au +, le tout commandé par rapport à 0V. La résistance entre son collecteur et le - du moteur.

Pas de problème pour le NPN. Le PNP doit être commandé par un NPN, pour "ramener" sa commande par rapport au +.

Il faut impérativement interdire aux deux (gros NPN et gros PNP), de pouvoir être commandés en même temps, ce qui ferait un court circuit (sur R) sur l'alimentation.

[louloute/Qc]

Un petit montage avec frein et PWM indépendants. J’ai supposé que les entrées étaient TTL. La diode n’est pas indispensable; c’est une protection au cas où tu oublies d’arrêter la PWM avant d’appliquer le frein : ça le fait pour toi.

http://www.fairchildsemi.com/ds/FQ/FQP6P25.pdf

Plus besoin de la grosse diode, il y en a une dans le FQP6P25. Au sujet de ce xtor; je n'ai pas d'action dans la compagnie, tout canal P de 20V 6A fera l'affaire.