Réversibilité du moteur continu et variateur 4 quadrants

[invitec94283aa]

Bonjour,

Un moteur à courant continu peut fonctionner dans les quatres quadrants, 2 quadrants moteur marche avant et marche arrière puis les deux autres quadrants pour le freinage.
Mais je n'arrive pas à comprendre pourquoi le freinage permettrait-il de restituer de l'énergie? Peut-être qu'on arrête de faire fonctionner le moteur puis il y a un instant (court car freinage) ou on récupére l'énergie. Est ce que le passage en géné se fait tout seul ?

Autre question aussi:
Comment peut-on faire varier le rapport cyclique d'un hacheur afin de piloter la fréquence de rotation comme on le souhaite? Quel est l'élèment électronique qui le permet ?

Merci.
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[Antoane]

Bonjour,
lorsque un aimant tourne (=champs magnétique variable) dans une bobine de fil conducteur, il apparait une fem (tension) aux bornes de cette bobine.
Lorsque l'on cesse d'alimenter le moteur, qu'il continue à tourner, emporté par son élan (ou par autre chose), on peut récupérer de l'énergie électrique aux bornes de la bobine. En plus, ça freine le moteur plus que s'il était débranché (loi de Lenz-Faraday) (le mieux étant de le court-circuiter, mais là, on récupère 0W : P=UI, U=0).

En faisant varier le rapport cyclique (avec un montage à NE555 ou à µcontrôleur par exemple), on fait varier la tension d'alim moyenne du moteur, dont dépend la vitesse de rotation. Cependant, un NE555 ou un µC ne peut pas sortir suffisamment de puissance pour alimenter un moteur, il faut un ampli : un transistor (bipolaire, FET ou IGBT).


PS : le titre n'est pas très explicite...

[invitec94283aa]

Oui mais toute l'énergie est restitué dans la bobine ?? pourtant le mcc est réversible donc l'énergie devrait revenir sur le réseau non ?

Pour le pilotage, donc c'est purement électronique, comment on fait si on veut par exemple ralentir le moteur sur une fin de course, en fait ce que je vois c'est comment on commande électroniquement les composants électronique d'un montage hacheur 4 quadrants classique, on pourrait le piloter aussi avec un API et un variateur

[Antoane]

Oui mais toute l'énergie est restitué dans la bobine ?? pourtant le mcc est réversible donc l'énergie devrait revenir sur le réseau non ?

Si le moteur est connecté au réseau, alors, il fonctionne en moteur ie il puisse son énergie du réseau, à moins que tu ne l'entraîne par un moyen quelconque (hélice d'éolienne...).
Pour vraiment le freiner, il faut le débrancher du réseau, et câbler par exemple une lampe sur les bornes du moteur (càd aux bornes de la bobine).
Un moteur dans le 2e ou 4e quadrant, c'est une dynamo.

Pour le pilotage, donc c'est purement électronique, comment on fait si on veut par exemple ralentir le moteur sur une fin de course, en fait ce que je vois c'est comment on commande électroniquement les composants électronique d'un montage hacheur 4 quadrants classique, on pourrait le piloter aussi avec un API et un variateur

Avec un pont en H, commandé par exemple par un API. Ou avec un "variateur", qui contient déjà toute l'électronique, ampli compris.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec94283aa]

Je ne vois pas pourquoi brancher une lampe aux bornes du moteur permettrait de le freiner si on vient juste de le débrancher. Pour la réversibilité du MCC , je me suis trompé , l'énergie ne peut pas remonter au réseau pcq deja on alimente le moteur en continu donc il faut passer par redresseur qui est non réversible

Non mais si on le branché à une tension continue tout dépend de la charge , par exemple pour un levage, le moteur s'actionne pour le faire monter. Mais pour la descente il ne fait rien et restitue l'énergie. Cet énergie doit surement être stocker dans un condensateur et au cas ou il soit saturé un interrupteur avec une résistance en série. Une fois que le moteur revient en fonctionnement normal il utilise l'énergie du condo pour piloter le moteur. Mais le problème c'est que maintenant on se retrouve avec la source puis le condo

[Antoane]

T'es vraiment :
1. Désagréable
2. Difficile
à lire, fait un effort de français, please.

Je ne vois pas pourquoi brancher une lampe aux bornes du moteur permettrait de le freiner si on vient juste de le débrancher.

L'aimant tourne dans la bobine, il crée donc un champs magnétique variable, qui induit une tension dans la bobine. Tu y branches une lampe. Elle va donc faire circuler un courant. Or, un courant qui circule dans une bobine induit un champ magnétique, qui va s'opposer à celui du rotor (l'aimant), et le freiner.
C'est bon, mais simplifié. A quel point, j'en sais trop rien, mais suffisamment pour être compréhensible sans trop s'éloigner de la réalité.

Une autre manière de voir les choses :
La lampe s'allume, donc elle consomme de l'énergie. D'après Lavoisier ("rien ne se perd..."), il faut qu'elle vienne de quelque part. La seule source disponible est le rotor (énergie cinétique de rotation). Le rotor perd de l'énergie cinétique donc il ralentie.

Pour la réversibilité du MCC , je me suis trompé , l'énergie ne peut pas remonter au réseau pcq deja on alimente le moteur en continu donc il faut passer par redresseur qui est non réversible

C'est pas la question, relie mon post précédent.

Non mais si on le branché à une tension continue tout dépend de la charge , par exemple pour un levage, le moteur s'actionne pour le faire monter. Mais pour la descente il ne fait rien et restitue l'énergie.

Il ne restitue pas d'énergie électrique parce que tu n'as rien fais pour.

Cet énergie doit surement être stocker dans un condensateur

Energie potentielle, reminds you something ? Ep = mgh ?

et au cas ou il soit saturé un interrupteur avec une résistance en série.

Un condensateur "saturé" ne pose pas de problème (face à une source de tension )

Une fois que le moteur revient en fonctionnement normal il utilise l'énergie du condo pour piloter le moteur.

Mouvement perpétuel en route ?
Néanmoins, l'idée est là, sauf que :
- Un condensateur ne peut pas contenir de grande quantité d'énergie,
- Pourquoi ne pas renvoyer l'énergie sur le réseau, ou s'en servir directement ?

Mais le problème c'est que maintenant on se retrouve avec la source puis le condo

C'est un détail, on y remédierait sans problème.

[invitec94283aa]

Il ne restitue pas d'énergie électrique parce que tu n'as rien fais pour.

Mais comment peut-on faire alors si on veut que le moteur restitue de l'énergie lors d'un freinage ou autre situation ? Je pensais que tout dépendait de la charge

[gienas]

Bonjou lionelf64 et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

... Mais comment peut-on faire alors si on veut que le moteur restitue de l'énergie lors d'un freinage ou autre situation ? Je pensais que tout dépendait de la charge

Heu, on tourne en rond, là.

Ce que tu sembles occulter, c'est que le moteur à courant continu c'est avant tout une dynamo, une vraie. Cette machine est strictement réversible.

1- on l'alimente en courant continu->elle fournit de l'énergie mécanique sur son arbre.

2- on entraîne mécaniquement son axe->elle fournit de l'énergie électrique.

Si le variateur qui l'alimente asservit dans les 4 quadrants et que le moteur tend à tourner plus vite que sa "consigne", alors il débite dans la source, qui doit être prévue pour (4 quadrants obligent) ce qui réduit sa vitesse.

Si le moteur tourne et que l'on charge ses bornes (alimentation déconnectée) l'énergie qu'il fournit tend à le freiner. S'il est laissé à vide, il tourne sur sa lancée, sans être freiné, puisqu'il ne fournit aucune énergie.

[invitec94283aa]

Ok. Ce qui détermine le fonctionnement de la machine est le rapport cyclique, et le rapport cyclique se régle en modifiant les intervalles de conduction des interrupteurs/composants électronique du montage.

Si <u> et <i> sont de même signe, dans ce cas la puissance mécanique est positive et donc le mode de fonctionnement est "moteur"

Si <u> et <i> sont de sens opposés, la puissance mécanique est négative donc le mode de fonctionnement est génératrice.

Tout ça j'en suis persuadé, mais je ne vois pas comment on peut adapter un tel système à une situation réelle. Comment le système peut-il être autonome ?

[gienas]

Je ne suis pas certain d'avoir tout compris.

... Ce qui détermine le fonctionnement de la machine est le rapport cyclique, et le rapport cyclique se règle en modifiant les intervalles de conduction des interrupteurs/composants électronique du montage ...

Le variateur 4 quadrants est surtout utilisé pour réguler la vitesse. Si rapport cyclique il y a, c'est quand le moteur doit être alimenté, pour doser le courant qui maintient la vitesse. Si la charge du moteur tend à provoquer une survitesse (cas d'une voiture dans une descente, la tension moteur (fcém) va être supérieure à la consigne, le moteur devient générateur et va recharger la batterie. Bien entendu, il faut que la résistance interne de la source (ici une batterie), accepte la réversibilité du courant. Ton exemple de pont redresseur ne le permet pas, et ne peut pas être utilisé pour freiner le moteur.

Dans le cas de ce freinage, effectif, on peut imaginer un rapport cyclique variable, mais tant que la vitesse du moteur sera trop forte, ce rapport sera de 100%. Il ne sera modulé, que si le freinage est trop efficace.

... Si <u> et <i> sont de même signe, dans ce cas la puissance mécanique est positive et donc le mode de fonctionnement est "moteur"

Si <u> et <i> sont de sens opposés, la puissance mécanique est négative donc le mode de fonctionnement est génératrice ...

Ce n'est pas ainsi que je "vois" le fonctionnement. Pendant les phases off du mode récepteur, le moteur n'a pas besoin de débiter. Il ne débitera que quand il sera générateur.

... mais je ne vois pas comment on peut adapter un tel système à une situation réelle. Comment le système peut-il être autonome ?

Je ne comprends pas ce que tu entends par là.

[invitec94283aa]

Je commence à comprendre mais les modes off comme tu dis , à quoi correspondent-ils ?

Pour revenir au variateur 4 quadrants, c'est la même chose que la voiture alors , admettons que tu as une batterie en consigne , si la tension moteur (fém) dépasse la consigne alors le moteur fonctionne en génératrice jusqu'à qu'il revienne à sa tension de consigne. Mais c'est juste le temps que la consigne se restabilise. Le courant change donc de sens pendant le fonctionnement en génèratrice.

[gienas]

... les modes off comme tu dis , à quoi correspondent-ils ? ...

Pour faire simple:

La batterie doit permettre d'aller à un maximum de vitesse. Supposons que par construction, la batterie permet au moteur, à 100%, de tourner à 10000 tr par minute. Il n'y a pas de période off.

Pour tourner à 5000tr/mn, il faut à peu près un courant moyen de moitié, soit 50%. 50% on, 50% off.

à 1000tr/mn, ce devrait être du 10% on et 90% off.

... admettons que tu as une batterie en consigne , si la tension moteur (fém) dépasse la consigne alors le moteur fonctionne en génératrice jusqu'à qu'il revienne à sa tension de consigne. Mais c'est juste le temps que la consigne se restabilise. Le courant change donc de sens pendant le fonctionnement en génèratrice.

J'avais eu du mal à comprendre, mais, au final, ça me plait bien.

Supposons la voiture électrique bobinée pour du plat à 50 km par heure avec un régime de 100%.

Si la route est plate, le moteur tourne à 50 km par heure et absorbe du courant.

Si c'est une côte ascendante, la voiture va rouler moins vite et consommer plus. Le moteur absorbe du courant.

Sur une côte descendante, la voiture va rouler plus vite et recharger la batterie. Si l'on coupait le moteur elle irait beaucoup trop vite. Le freinage (et surtout son efficacité) maintient la survitesse à une valeur faible.

[invitec94283aa]

C'est vraiment pas facile à comprendre parce que la voiture prend de la vitesse dans un plan descendant et en même temps on parle de freinage pour limiter la sur vitesse

En fait ce qui revient à la batterie c'est la différence entre la consigne et la tension aux bornes du moteur.

Pour l'instant on parle de frein moteur en quelque sorte, mais si on freine volontairement, est ce qu'on est dans un fonctionnement génératrice ? Dans ce cas on a 2 types de géné

[gienas]

C'est vraiment pas facile à comprendre parce que la voiture prend de la vitesse dans un plan descendant et en même temps on parle de freinage pour limiter la sur vitesse

En fait ce qui revient à la batterie c'est la différence entre la consigne et la tension aux bornes du moteur.

Pour l'instant on parle de frein moteur en quelque sorte, mais si on freine volontairement, est ce qu'on est dans un fonctionnement génératrice ? Dans ce cas on a 2 types de géné

Bonjour à tous

Je ne saisis pas bien tes "hésitations".

Comment appeler le phénomène qui consiste à ramener la vitesse d'un mobile d'une valeur trop forte à une valeur moindre?

Moi j'appele cela freinage.

Tu as raison de le nommer frein moteur.

Ton explication sur la différence ne me plait pas trop car elle embrouille. La dynamo débite un courant I sous une tension U, dont le produit P=UI représente une puissance "enlevée" au moteur ce qui le rend moins rapide.

Il faut remarquer qu'au fur et à mesure que la vitesse baisse, le freinage diminue, pour devenir nul à l'arrêt. Cette remarque ne s'applique pas à mon exemple où l'arrêt n'est pas prévu.

[invitec94283aa]

Ok bien merci beaucoup pour toutes ces informations

Existe t-il des sites sur la technologie électronique électrotechnique automatique ... qui explique bien ce genre de phénoméne

[invitec94283aa]

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