Constantes d'une thermistance

[invite66e484f7]

Bonjour,
Je cherche à créer un circuit détectant une trop forte intensité pour protéger un moteur.
Mon idée est de mettre une thermistance en série avec le moteur. Avant la thermistance, il y a un circuit parallèle composé d'une résistance (importante), d'un opto-coupleur puis qui est relié à la masse.
Lorsque l'intensité augmente (à cause de l'augmentation du couple du moteur), il y a un plus grand courant dans le circuit parallèle. En plus, la température de la thermistance augmente donc sa résistance aussi. Ces deux éléments font que l'optocoupleur atteint un seuil et transmet l'information.

Les problèmes se trouvent dans les calculs.
La puissance du moteur est égale à au couple multiplié par la vitesse angulaire. Lorsque le moteur est stoppé par un obstacle, la vitesse diminue fortement au profit du couple. Mais celui-ci ne peut pas être infini une fois le moteur bloqué ?

Le second problème est sur la thermistance. Je n'ai trouvé que la formule (pour calculer la température en fonction de la résistance) les thermistances CTN mais pas CTP. D'ailleurs, comment est-ce que je calcule la température d'élévation de la thermistance puisqu'il y a des dissipations dans l'air, et que ça m'impose de connaître la valeur du pouvoir calorifique du matériau.

Enfin, dans les fiches techniques des opto coupleurs, je ne trouve pas quel est l'intensité "seuil".

Merci à ceux qui me liront.
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[DAUDET78]

Tu peux donner un schéma du machin que tu envisages ?

[invite66e484f7]

Le voilà :

[DAUDET78]

Je ne vois pas trop l'intérêt de la thermistance ....
Si tu veux détecter une sur-intensité dans le moteur (tension ? courant?), un shunt et un détecteur de sur-tension

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite66e484f7]

Comment est-ce que ça fonctionne un détecteur de surtension ?

Shunt, ça veut bien dire circuit en parallèle ?

[invite66e484f7]

Ah apparemment, Daudet78 est en vacances.

Quelqu'un pourrait me répondre à sa place ?

[Antoane]

Bonjour,
shunt = résistance de faible valeur dans laquelle passe le courant alimentant le moteur. Une tension apparait donc à ses bornes, que tu compares (avec par exemple un comparateur) à une tension de référence.

[invite66e484f7]

Merci.
Ça demanderait donc un AOP, une porte NON, une tension négative et "l'acquisition" d'une tension de référence. Est-ce que c'est vraiment plus simple que le montage avec la thermistance ? D'ailleurs, j'y pense : une résistance à la place de la thermistance fonctionnerait aussi ?

[Antoane]

De plusieurs choses l'une :
- une porte non peut se faire avec un transistor et (1 ou) deux résistances ;
- sauf "vice caché" : la porte non n'est pas utile : il suffit d'échanger les entrées du comparateur ;
- pourquoi une tension négative ?
- une tension de référence, ça peut parfois être un simple pont diviseur de tension ;
- un comparateur de fortune, ça peut être un transistor et une résistance. Un comparateur de fortune de qualité, c'est 2 transistors et une résistance... Voir ici : http://forums.futura-sciences.com/el...e-courant.html et là : http://forums.futura-sciences.com/el...discretes.html, tu devrais trouver des exemples intéressants.

Lorsque l'intensité augmente (à cause de l'augmentation du couple du moteur),

C'est un détail, mais en fait, I augmente parce que w (donc la fcem) diminue. L'augmentation de C est une conséquence.

Lorsque l'intensité augmente (à cause de l'augmentation du couple du moteur), il y a un plus grand courant dans le circuit parallèle. En plus, la température de la thermistance augmente donc sa résistance aussi. Ces deux éléments font que l'optocoupleur atteint un seuil et transmet l'information.

Pas d'après ton schéma : s'il est bon, le courant dans la led est constant.

[invite66e484f7]

C'est juste, je n'avais pas pensé au diviseur de tension et à la tension nulle pour le comparateur de tension. Ça va simplifier les calculs. Je regarde tout ça.

EDIT : Comment est-ce que je fais pour le diviseur de tension et la tension de shunt puisque la masse n'est pas celle du circuit. Sur un comparateur, y a-t-il une masse différente pour chaque courant ?

[invite66e484f7]

Je viens de me relire et je vois que je ne suis pas très clair. En fait, quand on prend la tension aux bornes de la résistance, on a deux potentiels différents et non pas un potentiel et la masse. Or dans l'amplificateur, il n'y a qu'une seule entrée. Comment-est ce que j'amène cette tension ?

[Antoane]

Je viens de me relire et je vois que je ne suis pas très clair. En fait, quand on prend la tension aux bornes de la résistance, on a deux potentiels différents et non pas un potentiel et la masse. Or dans l'amplificateur, il n'y a qu'une seule entrée. Comment-est ce que j'amène cette tension ?

Un comparateur va comparer deux tensions : V1 et V2. Mais comparer V1 et V2, tu es d'accord que c'est comme comparer V1+V0 et V2+V0, avec V0 une tension quelconque. Pour la petite note de vocabulaire, V0 s'appelle la "tension de mode commun".
Donc pas besoin que tes tensions soient référencées à la masse, il faut juste qu'elles soient référencées au même potentiel (=V0).
Il n'y a donc pas de problème pour câbler : Vcc - résistance shunt - moteur - masse, il suffit que ta tension de référence soit référencée par rapport au Vcc, et non à la masse.

L'autre solution consiste à câbler : Vcc - moteur - résistance shunt - masse.

[invite66e484f7]

Ah d'accord. En fait, il suffit juste de référencer la tension de mode commun de la même manière des deux côtés. Donc mettre tout simplement le shunt après le moteur pour qu'elle soit référencée à la masse et non pas entre le Vcc et le moteur (puisque ça m'obligerait à reprendre le Vcc au lieu d'une simple pile bouton pour le pont diviseur de tension)
Pour les calculs, c'est donc facile comme tout et en plus, si je veux modifier la valeur "seuil", il me suffit de changer une des résistances du pont diviseur de tension.
Merci bien.

Par contre, concerant cette remarque :

C'est un détail, mais en fait, I augmente parce que w (donc la fcem) diminue. L'augmentation de C est une conséquence.

En fait, les formules C=kI et E=kw avec k constant sont "fausses" dans le sens où elles font des raccourcis ?

Comment est-ce qu'on devrait raisonner ? Je pensais à dire que lorsqu'on impose un coupe à un moteur, sa vitesse diminue puisque sa puissance reste fixe mais je me suis rendu compte en étudiant des courbes de moteur que c'était faux.

[Antoane]

Une pile bouton ? pour quoi faire ?

Si si : E=kw et C=kI sont valables.
On se place à tension d'alimentation U constante.
Un vient exercer un couple résistant sur le moteur. Or, du fait de l'inductance des enroulements du moteur, I est continu, il ne peut varier instantanément. Donc, comme C=kI, C est continu aussi. Or, d'après le PFD : Jdw/dt=C-Cr (J inertie du truc entrainé ramené sur l'axe du moteur, C le couple moteur et Cr le couple résistant) donc une augmentation de Cr implique une diminution de w. Or E=kw, donc E diminue.
Comme U=E+Ri+Ldi/dt, i augmente. Comme C=kI, C augmente.

[invite66e484f7]

Donc dès que le couple résistant devient supérieur au couple moteur, la dérivée devint négative et la vitesse décroît.
C'est vrai que la pile bouton n'est pas une bonne idée. Mieux vaut garder le Vcc. En plus c'est plus précis.

Et petite question en terminant. Est-ce que la formule Jdw/dt=C-Cr a un rapport avec la formule qui donne les pertes : C-Cr=f.w avec f le coefficient de frottement visqueux ?
Si oui, ça voudrait dire qu'on aurait une équation différentielle de la forme w'(t)=f/J*w(t) donc on aurait une fonction de la forme w(t)=Ae^(f/J*t). Ça me paraît bizarre.

[invite66e484f7]

Ça y est, j'ai pu terminer mon schéma électrique général.

Merci bien pour ces infos.

[Antoane]

Ça y est, j'ai pu terminer mon schéma électrique général.

Tu peux peut-être le poster...

Et petite question en terminant. Est-ce que la formule Jdw/dt=C-Cr a un rapport avec la formule qui donne les pertes : C-Cr=f.w avec f le coefficient de frottement visqueux ?
Si oui, ça voudrait dire qu'on aurait une équation différentielle de la forme w'(t)=f/J*w(t) donc on aurait une fonction de la forme w(t)=Ae^(f/J*t). Ça me paraît bizarre.

C'est le principe fondamental de la dynamique pour un truc qui tourne :
J. dw/dt= C-Cr-f.w-Cs, avec Cs le couple de frottement sec (que l'on néglige parfois). Dans ma grande fainéantise, j'ai même négligé le frottement visqueux

C-Cr=f.w est donc valable pour : dw/dt (i.e. @w=cste) et en négligeant les frottements secs.
Donc on se retrouve avec du dw/dt+fw/J=C-Cr-Cs, on a bien (@C-Cr-Cs=cste) du A.exp(-ft/J)+B, ça converge.

[invite66e484f7]

Merci pur les explications, je vais poster mon schéma une fois que je l'aurais mis au propre et scanné.
J'ai juste deux dernières questions :
- Quelle est le courant de sortie d'un AOP quand il est alimenté avec du 24 V ? Ou plutôt quel est sa résistance interne de sortie si ce terme existe ?
- A part l'isolation galvanique, quelle est l'avantage de l'optocoupleur par rapport au transistor ?

[invite66e484f7]

Pour la première question, j'ai trouvé 100 ohms (valeur très variable)
Pour la seconde, apparemment, il n'y en a pas d'autres.

[Antoane]

Bonjour,

- Quelle est le courant de sortie d'un AOP quand il est alimenté avec du 24 V ? Ou plutôt quel est sa résistance interne de sortie si ce terme existe ?

En général, dans un montage avec contre-réaction, la résistance interne du générateur de thévenin associé à la sortie de l'AOP (là, c'est dit comme il faut ) est compensée, donc pas de problème.
En revanche, le courant de sortie est limité, pour ne pas détruire le composant, en général à environ 20mA.

- A part l'isolation galvanique, quelle est l'avantage de l'optocoupleur par rapport au transistor ?

Le principal intérêt de l'optocoupleur, c'est justement l'isolation galvanique. Cependant, un opto et un transistor n'ont pas le même rôle, il faudrait donc connaitre le contexte global pour te répondre.