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Moteur essuie-glace et PWM



  1. #1
    patrickrita

    Moteur essuie-glace et PWM


    ------

    Bonjour à tous

    Je souhaite modifier la rotation et la vitesse d'un moteur d'essuie-glace (12v).
    J'utilise jusqu'alors un pont en H avec TIP41C , TIP42C et diodes anti-retour BYW29. Ce pont est piloté en PWM.
    Le système fonctionne, mais je perds énormément de couple à bas régime, vraisemblablement à cause des transistors qui, de surcroit, s'échauffent beaucoup.
    Que puis utiliser comme autre transistors, ou connaissez vous une autre astuce ?

    D'avance merci

    -----

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  3. #2
    Jack
    Modérateur

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Pour obtenir du couple à bas régime, il faut intégrer la pwm dans une boucle de régulation de courant.

    A+

  4. #3
    patrickrita

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Merci pour cette rapide réponse. Mais ...comment dois-je faire ?

  5. #4
    joey57

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Aussi je te conseil d'utiliser de MOSFET c'est mieux ^^ et refroidit les bien avec un dissipateur.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Jack
    Modérateur

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Citation Envoyé par patrickrita Voir le message
    Merci pour cette rapide réponse. Mais ...comment dois-je faire ?
    Si tu n'as pas trop touché en asservissement ça va être difficile car il faut que la boucle d'asservissement en courant soit pilotée par une autre boucle qui va asservir la vitesse.
    Le paramétrage n'est pas évident.

  8. #6
    patrickrita

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Et si j'agissais sur la tension, via un régulateur type LM350 ? Vais-je perdre autant de couple ?

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  10. #7
    Jack
    Modérateur

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Citation Envoyé par patrickrita Voir le message
    Et si j'agissais sur la tension, via un régulateur type LM350 ? Vais-je perdre autant de couple ?
    Dans les moteurs à courant continu, le couple est a peu près proportionnel au courant alors que c'est la vitesse qui est proportionnelle à la tension.

    A+

  11. #8
    polo974

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Citation Envoyé par Jack Voir le message
    Dans les moteurs à courant continu, le couple est a peu près proportionnel au courant alors que c'est la vitesse qui est proportionnelle à la tension.

    A+
    La vitesse est proportionnelle à la tension, à condition de parler de la bonne tension.
    La vitesse est en fait proportionnelle à la force contre électromotrice (FCEM pour les intimes).

    Le courant est proportionnel au couple, et comme le moteur a une certaine résistance, plus le courant est fort plus il y a une chute de tension due à ce courant.

    Donc la tension appliquée au moteur se répartit en 2:
    Ur=R*I
    Ufcem=k*vitesse

    Pour asservir en vitesse, il faut donc mesurer le courant afin d'augmenter la consigne de tension en proportion (et c'est cette proportion qu'il faut bien déterminer...). Ainsi modifiée, la consigne sera celle de la FCEM, donc de la vitesse de rotation indépendamment du couple (enfin en théorie)...

    Maintenant, un pont en H est utile seulement pour faire tourner dans les 2 sens. si ce n'est pas le cas, il y a des économies à faire...
    Est ce que les diodes de roue libre sont bien là?
    Et l'idée des mosfet est tout à fait à envisager (sauf stock de tip31 et 32...)

  12. #9
    Jack
    Modérateur

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    La vitesse est proportionnelle à la tension, à condition de parler de la bonne tension.
    La vitesse est en fait proportionnelle à la force contre électromotrice (FCEM pour les intimes).
    Evidemment. Je n'ai pas voulu entrer dans les détails.
    Si la vitesse était directement proportionnelle à la tension d'alimentation du moteur, on aurait plus de problème de couple, ce serait trop beau.

    Et, pour aller plus loin dans les détails, la vitesse n'est pas non plus proportionnelle à la fcem. Çà n'est vrai qu'à flux constant.

    Mais ta solution de mesure de courant permettant de calculer la fcem du moteur est à retenir. C'est vrai qu'une boucle de courant n'est pas indispensable car elle n'a d'intérêt que d'améliorer la dynamique du système.

    A+

  13. #10
    patrickrita

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Merci à tous pour vos réponse.
    Je vais certes me répéter, mais voyons simple...
    Il s'agit en fait de piloter un mobile dont la traction s'effectue par des moteurs d'essuie-glace. Je pilote ces 2 moteurs en PWM sur 2 ponts en H (avec TIP 41, TIP42, et diodes roue libre BYW29).
    Tant que le mobile roule sur du "plat", aucun problème. Par contre, sur un terrain plus "accidenté", les moteurs manquent de couple, même à pleine vitesse. C'est bien dommage quand on connait le couple important de ce type de moteur : J'en veux pour exemple que si je connecte les moteurs en direct sur une pile de 4v5, le mobile peut grimper un pente de 40° , sachant que le mobile pèse 5 kgs(mais je vous dis pas bien sûr la gueule de la pile aprés une brève utilisation).
    Alors, restons simple et faisons abstraction des boucles de courant dont vous me parlez si gentiment: Quel type de mofset utiliseriez-vous dans cette application ? (les moteurs consomment 5A en pointe): Il me faut du courant, du courant, encore du courant !!!

  14. #11
    Jack
    Modérateur

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Est-ce que tu veux contrôler la vitesse du moteur?

    Pour les mosfet, j'aime bien les IRF7403 / IRF7406: pas très chers, un déchet de moins de 100mV pour 5A, et surtout commande logique, donc directement en 5V.

    A+
    Dernière modification par Jack ; 29/11/2008 à 12h58.

  15. #12
    patrickrita

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    A jack
    Oui, je le veux

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  17. #13
    Jack
    Modérateur

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Citation Envoyé par patrickrita Voir le message
    A jack
    Oui, je le veux
    Tu ne POURRAS PAS avoir du couple à basse vitesse sans régulation: basse vitesse = basse tension d'alimentation, donc faible courant.

    Comme l'a proposé polo974, ça peut être simple: il faut maintenir la fcem du moteur pour conserver la vitesse quelle que soit la pente gravie par ton véhicule.

    Il faut donc mesurer le courant I, mesurer la tension d'alimentation U, estimer la résistance du moteur r et en déduire la fcem e = U-r.I. => 1 ampli op

    Il reste à comparer e avec ta consigne de vitesse grace à un autre ampli op monté en intégrateur. La sortie de cet ampli commande la pwm grace au pont en H.

    PS: j'ai édité mon message précédent pour te proposer des mosfets.

    A+
    Dernière modification par Jack ; 29/11/2008 à 13h25.

  18. #14
    Ouk A Passi

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Bonjour à tous,

    A la question:
    Est-ce que tu veux contrôler la vitesse du moteur?
    Tu as répondu: << Oui, je le veux >>.

    OK ! Mais je n'ai pas compris si tu avais absolument besoin d'une marche arrière.
    En d'autres termes, le pont en H est-il incontournable?

  19. #15
    patrickrita

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Excuses, Jack; je n'avais pas lu tout ton message et ta proposition de mosfets.
    A ouk a Passi: Oui, j'ai effectivement besoin d'une marche arrière; donc le pont en H me paraît incontournable.
    Par contre, le montage avec ampli-op me paraît non pas compliqué, mais plus difficile à mettre en oeuvre.
    Que se passera t'il si je monte les mosfets evoqués par Jack en lieu et place de mes TIP41 et TIP42 ?
    Je n'ai pas la science infuse, et ne connais pas du tout ce type de transistor.
    Mon montage se doit être simple: Ca va fonctionner en Afrique (avec les difficultés d'appro en composants que je vous laisse imaginer).

    C'est pourquoi, l'idée d'un simple régulateur LM350 (piloté par un proc ) associé à un inverseur à relais 2RT me séduit . Seul problème: J'imagine déjà les relais "chanter". Mais vont t'ils savoir chanter longtemps ?

    En tout cas, merci encore pour votre aide !

  20. #16
    Jack
    Modérateur

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Tu veux faire quoi avec les relais?

  21. #17
    Ouk A Passi

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Bonjour,

    J'imagine déjà les relais "chanter".
    Ne confondons pas !
    Les relais ne vont pa "chanter".

    Tu as 2 commandes: la vitesse (PWM), et la direction

    Si tu mettais des relais pour inverser le sens de marche, c'est seulement leurs contacts qui "verraient passer le PWM".
    Les palettes ne vibreraient pas.

    Au delà de quelques ampères, je déconseille les relais; en effet, les mosfet n'opposent que quelques milli-ohms au passage du courant

  22. #18
    polo974

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    Tant que le mobile roule sur du "plat", aucun problème. Par contre, sur un terrain plus "accidenté", les moteurs manquent de couple, même à pleine vitesse. C'est bien dommage quand on connait le couple important de ce type de moteur : J'en veux pour exemple que si je connecte les moteurs en direct sur une pile de 4v5, le mobile peut grimper un pente de 40° , sachant que le mobile pèse 5 kgs(mais je vous dis pas bien sûr la gueule de la pile aprés une brève utilisation).
    A mon avis, la commande des tip3x est trop "légère", donc ils ne sont pas saturés, donc ils chauffent et le courant fourni est insuffisant.
    Le béta (gain en courant) de ces animaux est assez déplorable, il faut donc déjà un bon courant dans la base pour que ça suive derrière...
    Les Mosfets, c'est plus simple, sauf que...
    Un mosfet est piloté en tension, mais il a une capa grille/drain importante qui oblige tout de même un pilotage costaud afin de ne ne pas trainer dans la zone transitoire, là ou le transistor dissipe de la puissance, et c'est justement là que se fait sentir cette chkrogneugneu de capa...
    Bref en commutation (surtout en pwm), il faut du courant dans la grille du mosfet, pour pouvoir changer la tension de commande...

    Au fait, en passant, il vaut mieux éviter la double conduction sur un pont de puissance: sur du CMOS (façon cd4xxx), attaquer le N et le P grilles reliées , ça passe à peu près, mais quand on commute des Ampères à la pelle, ça fini par se voir...

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  24. #19
    polo974

    Re : Moteur essuie-glace et PWM

    L'idée des relais pour inverser le sens et un seul transistor pour régler la vitesse n'est pas mauvaise, des relias, il en traine dans les voitures (phares, et autres) là d'où viennent les moteurs d'essuie-glace, et du coup, il n'y a plus qu'un seul transistor de puissance à piloter.

    Il est possible d'inverser le sens à courant nul, donc les relais ne souffriront pas.

    Par contre si c'est un truc un peu comme un char (un moteur à droite, un autre à gauche), il faudra veiller que le sens de rotation ne se mette pas à changer trop vite lorsque l'engin à une de ces roues à l'arrêt (bref la commande avant/arrière devra être limitée en fréquence).

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