Hacheur de puissance

[Yvan_Delaserge]

Regarde précisément le décalage des fronts. Il faut arrêter le mos du bas avant de commencer à commander le mos du haut (dead time) et inversement arrêter le mos du haut avant de commencer à commander le mos du bas.
Sur tes circuits imprimés les distances d'isolement font un peu peur. Il faut au minimum 1,5mm/kV entre les pistes ou les bord de pastille. Localement tu as des tensions qui peuvent atteindre 600V, il te faut 1mm.

Hello Fabang.
Les temps morts sont gérés par les IR 2109. Ils sont fixés à 0,5 us.

Pourquoi parles-tu de 600 V? La haute tension est de 300 V (secteur redressé et filtré).

Les pattes des MOSFET (en boîtier TO 220) sont espacées de 2,5 mm.
Dans ces 2,5 mm, on a 1 mm pour le perçage, 1 mm d'écartement. Il reste 2 x 0,25 mm pour chaque pastille. C'est peu.
Selon ton raisonnement, il faudrait monter les MOSFET avec la patte du milieu décalée? Ou alors écarter les pattes si on les laisse en ligne?

Pourquoi pas, en effet.

Merci du conseil.

Amicalement,

Yvan
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[Yvan_Delaserge]

Bonjour à tous,

J'ai jeté un oeil sur ce post par curiosité, et j'avoue que je n'ai pas lu depuis le début, mais je suis très surpris des composants et du design de ce montage ...

La première chose qui m'étonne, pourquoi avoir choisi un CD4047 ?
Composant très banal est inadapté à ce montage.

Il fait le job. Il génère des créneaux en opposition de phase de 15 V. C'est tout ce dont j'ai besoin. Il est bon marché, simple d'utilisation, fiable, facile à trouver, mais banal, tu as raison.

Je verrai bien un contrôleur PWM avec "duty cycle" réglable.

C'est prévu, j'en ai parlé une ou 2 pages plus haut.

Je ne peux pas te conseiller sur une référence de composant, faudrait faire des recherches ...

Bon ben je vais faire des recherches, alors.

J'ai simplement réalisé une alimentation forward de 1000W.

Wow, Pour quelle utilisation? Tu as une description? un schéma, quelque chose à montrer? Je pourrais peut-être m'en inspirer.

Deuxième chose, je ne vois pas de limitation de courant 'current sense'' !

Rien qu'avec ces deux points, ça ne m'étonne pas trop que ça ne marche pas.

Sans être trop prétentieux, je pense que ces 2 points sont à revoir ...

PS : comme précisé par Fabang, le routage est à revoir également.

Mickael

Le montage fonctionne, je viens de faire une série d'essais avec, que je vais détailler.

Mais merci quand même!

Amicalement,

Yvan

[Yvan_Delaserge]

Voici donc la suite de ce que j'ai pu observer avec ce hacheur qui fonctionne enfin.
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1375645111
On voit le montage en bas à gauche. Il est alimenté en haute tension via le pont redresseur et le condensateur 1000 uF que l'on distingue en haut à gauche. La sortie se fait par les deux fils bleus reliés aux deux grosses résistances de 500 Ohms en série.

Les deux alimentations, haute et basse tension sont flottantes par rapport à la terre. Elles sont connectées ensemble par leurs pôles négatifs. Mais tout le circuit y compris les alims, est flottant par rapport à la terre.
Ce qui signifie que je peux placer la pince de masse de la sonde de l'oscillo à n'importe quel point du circuit. Je peux par exemple mettre la pince de la sonde à l'une des sorties du montage et la pointe de la sonde à l'autre sortie. Je vois ainsi sur l'écran de l'oscillo la forme d'onde que le montage applique à la charge.

Naturellement, si je veux examiner simultanément un autre point du montage avec l'autre sonde, il ne faudra pas utiliser la pince de la 2e sonde, sinon, il va y avoir court-circuit!

Pour pouvoir observer en toute sécurité des tensions de l'ordre de 300 V, j'ai réalisé depuis un certain temps (j'en avais parlé dans les pages précédentes) un atténuateur résistif, qui divise la tension par 10. A 30 V, la sonde de l'oscillo ne sera pas stressée!
L'atténuateur est visible en bas à droite de l'image.

Avec les résistances,même si elles sont, comme vous le voyez, du type bobiné, je n'ai pas observé de surtensions. Tous les signaux restent parfaitement rectangulaires.
Mais que va-t-il se passer si on branche un transfo à la sortie du hacheur? Les commutations vont-elles engendrer des surtensions? Il vaudrait mieux que non. Les MOSFET ne peuvent tenir que 500 V au maximum.

http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1375645193
Voici le montage hacheur alimentant un transformateur. Il s'agit d'un tout petit transformateur, de 2,4 VA. 220 V au primaire, 15 V au secondaire.
Pour les premiers essais, J'ai inséré une résistance de 5 K en série avec le primaire.
La forme d'onde aux bornes du hacheur reste parfaitement rectangulaire. Mais si on examine la tension entre la résistance et le primaire, on voit apparaître des surtensions de commutation.
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1375645232
tension entre la résistance de 5K et le primaire du transfo

Il faut multiplier les 500 mV par division deux fois par 10. Une première fois en raison de l'atténuateur et une seconde fois en raison de la sonde. On a donc sur cette image 50 V par division. Mais on peut aller jusqu'à la haute tension maximale de 300 V sans que rien ne fume.
Au secondaire du transfo, on n'a pas de surtensions.
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1375645266
Tension au secondaire du transfo


Pour la suite des essais, j'ai remplacé la résistance de 5K en série avec le primaire par une lampe présentant une résistance d'environ 500 Ohms. Et j'ai chargé la sortie du transfo par une lampe de 10 W 12 V.
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1375645315
500 Ohms en série avec le primaire et une lampe de 10 W 12 V au secondaire.

Vous avez noté que le transfo était donné pour 2,4 VA à 50 Hz. Et on le charge avec une lampe de 10 W. C'est en gros assez similaire à ce que l'on va demander à notre transfo de four microondes. Il va avoir son secondaire grossièrement surchargé!
Les plus malins auront vu que sur les oscillogrammes, on a un signal de période égale à 5,2 ms, ce qui correspond à une fréquence de 192 Hz.

Quel va être le résultat? La suite au prochain numéro.

Amicalement,

Yvan

[invite01fb7c33]

Les distances d'isolation entre les broches des MOS ne sont pas faciles à tenir.
Parmi les solutions, il y a les pastilles ovales, et le décalage de la broche centrale.

Le 300V c'est sur le bus DC. Localement tu as toujours l'inductance des pistes, des pattes de composants, des fils, et le variations brutales de courant créent des surtensions locales. Donc un fois deux sur la tension du bus DC est une sage précaution.

[Yvan_Delaserge]

Salut Fabang.

Question surtensions, je suis en train de surveiller ça comme le lait sur le feu bien sûr.
L'endroit où elles pourraient apparaître est naturellement aux endroits où un fort courant est commuté rapidement et où on a une forte inductance, permettant de stocker beaucoup d'énergie.
Autrement dit, aux bornes du transformateur alimenté par le hacheur.
Mais à chacune de ces deux bornes, quelle que soit la polarité de la surtension, elle va être récupérée par les diodes structurelles des MOSFET et va aller charger la capacité de filtrage de la HT. Si la surtension est positive, elle va être dirigée vers le +HT. Si elle est négative, vers le - HT.

Je pense que c'est ce qui explique que l'on ne voie aucune surtension aux deux bornes de sortie du montage. Mais si on regarde entre la résistance série et le transfo, là, oui, on voit une surtension.
Et qui pourrait être nuisible pour les enroulements du transfo.
Brancher le transfo directement à la sortie du hacheur semble donc protéger le transfo contre les surtensions qu'il génère.

Pour la suite des essais j'avais prévu de connecter un snubber entre les deux bornes du primaire du transfo. Je vais voir quel est son effet.

Amicalement,

Yvan

[Yvan_Delaserge]

Bonsoir tout le monde,

Voici quelques résultats de mesures sur le petit transfo de 1,2 VA, prévu pour 220 V au primaire et 15 V au secondaire.

Tout d'abord, quel est le courant dans le primaire avec le secondaire non branché?
En connectant le hacheur au primaire, avec 640 V p-p, le courant à vide est le suivant:
100 Hz: 300 uA
200 Hz: 120 uA
300 Hz: 75 uA
400 Hz: 60 uA

Si on reporte ces valeurs sur un graphique, cela donne ceci:

http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1375983665

Cela colle bien avec ce que l'on attendait. A ceci près que le noyau m'a tout l'air de saturer déjà à 100 Hz. Il est pourtant prévu pour fonctionner à 50 Hz. La raison est peut-être à chercher dans le fait que l'énergie fournie par du créneau est supérieure à celle fournie par du sinus.

En on continue les mesures. On va voir ce que ça donne avec le secondaire chargé.

A plus.

Amicalement,

Yvan

[Biname]

Bonsoir tout le monde,

Voici quelques résultats de mesures sur le petit transfo de 1,2 VA, prévu pour 220 V au primaire et 15 V au secondaire.

Tout d'abord, quel est le courant dans le primaire avec le secondaire non branché?
En connectant le hacheur au primaire, avec 640 V p-p, le courant à vide est le suivant:
100 Hz: 300 uA
200 Hz: 120 uA
300 Hz: 75 uA
400 Hz: 60 uA

Si on reporte ces valeurs sur un graphique, cela donne ceci:

http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1375983665

Cela colle bien avec ce que l'on attendait. A ceci près que le noyau m'a tout l'air de saturer déjà à 100 Hz. Il est pourtant prévu pour fonctionner à 50 Hz. La raison est peut-être à chercher dans le fait que l'énergie fournie par du créneau est supérieure à celle fournie par du sinus.

En on continue les mesures. On va voir ce que ça donne avec le secondaire chargé.

A plus.

Amicalement,

Yvan

Hello,

Intéressant.

Normalement, si tu mesures 300 µA à 100 Hz, tu devrais mesurer 150µA à 200 Hz, 100 µA à 300 Hz et 75µA à 400 Hz. Théoriquement le courant augmente de manière linéaire avec la même pente quelle que soit la durée de l'impulsion - le circuit ne sait pas lorsque le mosfet va être ouvert -. Avec ces mesures, on est donc assez proche de la théorie.

Le courant mesuré est - je suppose - le courant moyen issu des condensateurs de lissage, la puissance totale est ~640 * i soit respectivemennt 192 mW, 76.8 mW, 48 mW, 38.4 mW ce qui est excellent !

Il faudrait charger le secondaire avec ~200 mW à 100 Hz et voir si les courants au primaire doublent approximativement. Le courant moyen au secondaire vaut Vp/Vs =~ 15 fois le courant au primaire soit 4.5mA donc une résistance de Rs * is² = 0.200, Rs = 0.200/(0.0045²) = 9.87K, 10K ça ira.

Je doute qu'il sature ?

Avec ces mesures on peut calculer Lp ...

Sauf erreursssssssssssss

---------------------

Si tu ne l'as déjà fait, tu pourrais vérifier la stabilité de ce courant pendant ... une minute !

Qu'est-ce que j'aimerais placer un fluxmètre/?magnétomètre dans le fer du transfo et n'envoyer qu'un créneau !

[Biname]

Si il saturait, la courbe serait au delà de la droite théorique et non en deçà ; dit autrement, les courants seraient plus grands que ceux que 'je' calcule et non plus faibles.

Foutue ma balade à vélo du soir à cause de toi

[Tropique]

Bonsoir tout le monde,

Voici quelques résultats de mesures sur le petit transfo de 1,2 VA, prévu pour 220 V au primaire et 15 V au secondaire.

L'essai sur un transfo de faible puissance a de l'intérêt pour valider le fonctionnement, par contre les mesures n'ont pas de signification particulière: un transfo de faible puissance est conçu pour saturer bien avant sa tension nominale, et a souvent la possibilité de travailler en court-circuit grâce aux facteurs d'échelle: la puissance nominale croit comme le cube d'une dimension élémentaire, sa surface de dissipation comme le carré, etc, donc les compromis sont très différents d'un transfo "moyen".

Cela colle bien avec ce que l'on attendait. A ceci près que le noyau m'a tout l'air de saturer déjà à 100 Hz. Il est pourtant prévu pour fonctionner à 50 Hz.

Dito

La raison est peut-être à chercher dans le fait que l'énergie fournie par du créneau est supérieure à celle fournie par du sinus.

Ce n'est pas l'énergie qui compte, c'est le produit V.s; autrement dit la tension moyenne. Un créneau de 320V^ a une tension moyenne de 320V sans grosse surprise, un sinus de même valeur de crête fait environ 204V moyen. Le noyau ferromagnétique intègre la tension au cours du temps.

En on continue les mesures. On va voir ce que ça donne avec le secondaire chargé.

Comme je l'ai dit, l'intérêt est modéré: de par la construction du transfo, une partie du courant de saturation va se retrouver dans la charge, mais c'est assez académique. Pour le convertisseur, ce qui compte est le courant instantané à certains points critiques mais il ne se préoccupe pas du contexte, contrairement au concepteur

[Yvan_Delaserge]

Salut Biname,

La non-linéarité de la courbe provient de la survenue d'un phénomène non linéaire, comme dirait La Palice. Ce phénomène non linéaire n'est autre que la saturation.
Elle survient aux fréquences basses, car le flux magnétique dans le noyau du transfo est égal à la tension appliquée au primaire, multipliée par le temps d'application de ladite tension.
C'est ce que dit Tropique dans sa réponse.
Et plus la fréquence est basse, plus le temps d'application de la tension est long. Le flux augmente jusqu'à la survenue de la saturation. Si le noyau sature, le courant traversant le primaire sera plus important.

Pour mesurer le courant traversant le primaire, j'ai utilisé une résistance en série et j'ai mesuré le voltage à ses bornes à l'oscillo.

En appliquant du 100 Hz au primaire pendant plusieurs minutes, on note un échauffement du noyau du transfo, mais pas si l'on accroît la fréquence. A 400 Hz. par exemple, même pendant plusieurs minutes, on ne constate pas d'échauffement.

C'est un point intéressant, car dans les discussions concernant l'emploi d'un transformateur de four microondes au-dessus de 50 Hz, l'idée était apparue selon laquelle les pertes "fer" (courants de Foucault, hystérésis) deviendraient tellement importantes, que l'utilisation de fréquences entre disons 100 et 400 Hz perdrait tout intérêt.
De même, certains avaient avancé que les transformateurs et autres dispositifs magnétiques utilisés en aviation à 400 Hz, possèdent des laminations beaucoup plus fines et réalisées en aciers à grains orientés, afin de limiter les pertes fer. Ce qui n'est certainement pas le cas d'un transfo de four microondes, conçu pour présenter un faible prix de revient.

Je n'en suis pas encore aux essais directement avec des transfos de four microondes, mais pour l'instant, les pertes fer de ce petit transfo ont l'air de ne pas être prohibitives à 400 Hz.


Amicalement,

Yvan

[Yvan_Delaserge]

Salut Tropique.
Je profite du présent post pour te féliciter des nombreuses réalisations que tu décris sur ce forum. Je n'ai pas encore tout lu, mais j'apprends énormément. Encore bravo et merci.

L'essai sur un transfo de faible puissance a de l'intérêt pour valider le fonctionnement, par contre les mesures n'ont pas de signification particulière: un transfo de faible puissance est conçu pour saturer bien avant sa tension nominale,

Je ne savais pas. Mais je comprends enfin pourquoi tous ces chargeurs de phones portables et autres "wall warts" chauffent tellement.

Ce n'est pas l'énergie qui compte, c'est le produit V.s; autrement dit la tension moyenne. Un créneau de 320V^ a une tension moyenne de 320V sans grosse surprise, un sinus de même valeur de crête fait environ 204V moyen. Le noyau ferromagnétique intègre la tension au cours du temps.

Je pressentais intuitivement le phénomène, mais je n'utilisais pas les bonnes unités. Volts par seconde = Webers, unité de flux magnétique.
Note bien que pour créer du flux dans un noyau magnétique, il faut lui fournir du courant et de la tension, donc de la puissance pendant un certain temps. Puissance x temps = énergie.

Comme je l'ai dit, l'intérêt est modéré: de par la construction du transfo, une partie du courant de saturation va se retrouver dans la charge, mais c'est assez académique. Pour le convertisseur, ce qui compte est le courant instantané à certains points critiques mais il ne se préoccupe pas du contexte, contrairement au concepteur

Comme toi, je suis impatient de voir ce que ça donne avec un vrai bon gros transfo de four microondes. Le moment sera bientôt venu de voir ce que ça donne. Je ne manquerai pas de communiquer au forum le résultat de mes observations.

Amicalement,

Yvan

[Biname]

Salut Biname,

La non-linéarité de la courbe provient de la survenue d'un phénomène non linéaire, comme dirait La Palice. Ce phénomène non linéaire n'est autre que la saturation.
Elle survient aux fréquences basses, car le flux magnétique dans le noyau du transfo est égal à la tension appliquée au primaire, multipliée par le temps d'application de ladite tension.
C'est ce que dit Tropique dans sa réponse.
Et plus la fréquence est basse, plus le temps d'application de la tension est long. Le flux augmente jusqu'à la survenue de la saturation. Si le noyau sature, le courant traversant le primaire sera plus important.

Pour mesurer le courant traversant le primaire, j'ai utilisé une résistance en série et j'ai mesuré le voltage à ses bornes à l'oscillo.

En appliquant du 100 Hz au primaire pendant plusieurs minutes, on note un échauffement du noyau du transfo, mais pas si l'on accroît la fréquence. A 400 Hz. par exemple, même pendant plusieurs minutes, on ne constate pas d'échauffement.

C'est un point intéressant, car dans les discussions concernant l'emploi d'un transformateur de four microondes au-dessus de 50 Hz, l'idée était apparue selon laquelle les pertes "fer" (courants de Foucault, hystérésis) deviendraient tellement importantes, que l'utilisation de fréquences entre disons 100 et 400 Hz perdrait tout intérêt.
De même, certains avaient avancé que les transformateurs et autres dispositifs magnétiques utilisés en aviation à 400 Hz, possèdent des laminations beaucoup plus fines et réalisées en aciers à grains orientés, afin de limiter les pertes fer. Ce qui n'est certainement pas le cas d'un transfo de four microondes, conçu pour présenter un faible prix de revient.

Je n'en suis pas encore aux essais directement avec des transfos de four microondes, mais pour l'instant, les pertes fer de ce petit transfo ont l'air de ne pas être prohibitives à 400 Hz.


Amicalement,

Yvan

Hello,

Oui, le courant au primaire varie de manière linéaire et suit la même droite/pente quelle que soit la fréquence de hachage, je le disais aussi.

Tu haches bien à 650V CC et, à 100 Hz, le courant moyen est bien de 300 microampères soit 192 milliwatts ? ... et ça chauffe ? Un truc ne colle pas, avec 192 milliwatts, le corps du transformateur ne 'chauffe' pas et il n'y a pas de saturation du noyau.

En supposant qu'il s'agit de milliampères et non de microampères, on a 300 mA moyens et 192 watts et là, sur un transfo 2.5VA, ça 'chauffe' très vite et plus.

[Yvan_Delaserge]

Tu as absolument raison, Biname. Il y a un os dans mes résultats.
La raison est la suivante: Pour mesurer le courant, je mesurais la chute de tension aux bornes d'une résistance de 2 W, que je croyais être de 330 ohms, puisqu'elle était marquée des 3 anneaux orange-orange-marron.

En fait après mesure de ladite résistance, de provenance inconnue, et examen attentif, il est apparu que le troisième anneau n'était pas marron, mais or. La peinture avait mal vieilli!
Tout comme la valeur, qui au lieu d'être de 3,3 ohms, était de 4,7 ohms. Il faut donc multiplier la puissance par 330/4,7 c'est-à-dire par 70.
192 mW x 70 = 13,44 W.

Amicalement,

Yvan

[Yvan_Delaserge]

Hello à tous,

Voici quelques résultats de mesures avec le hacheur.
J'ai laissé momentanément de côté les essais avec un transformateur en guise de charge.
Je me suis arrangé pour fixer des ailettes sur les MOSFET. Elles mesurent 5x2 cm. C'est de l'alu de 1 mm. Ce n'est pas l'équivalent d'un vrai radiateur, mais ça m'a permis d'aller jusqu'à un courant de 2, 23 A.
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1376806469

Les IRF 840 ont un courant max. de 8 A et une résistance série de 0,85 Ohms.
Sous 2,23 A, la puissance dissipée dans chaque MOSFET devrait donc être de 4,22 W.
Le hacheur débite sur 4 résistances de 500 Ohms en parallèle.

http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1376806520
La tension de sortie du hacheur est de 560 V p-p

http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1376806563
On constate que le ripple est d'environ 50 V. Le condensateur de filtrage possède une capacité de 470 uF.

J'ai mesuré l'échauffement des MOSFET avec un thermomètre à laser. La température ambiante est de 22 degrés. Elle passe à 44 degrés après environ 1 minute.

2,23 A qui traversent une résistance de 125 Ohms, ça fait 621 W.
560 V p-p divisés par 2, ça fait 280 V. 280 V sur 125 Ohms, ça fait 627 W.
ça a l'air de coller, compte tenu du ripple.

Par contre, le wattmètre branché entre le secteur et les transfo d'isolation qui alimente le Variac mesure 773 W. Pertes dans le transfo et le Variac? En fait, je crois que l'erreur doit provenir du wattmètre, qui s'attend à un courant sinusoïdal, alors que le courant qu'il voit est composé d'impulsions, qui ont lieu au moment où la tension du secteur redressé est supérieure à celle du condensateur électrolytique de filtrage.

J'ai encore plusieurs grosses résistances de puissance. Je vais continuer d'en ajouter et refaire des tests de puissance. On est encore loin des 8 A maximum que peuvent supporter les MOSFET.

Amicalement,

Yvan

[Yvan_Delaserge]

Bonjour à tous,

j'ai fait quelques essais avec le petit transfo de 1,2 VA.

Tout d'abord, voici le courant de repos en fonction de la fréquence.
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1376889466
On voit qu'il diminue lorsque la fréquence augmente. On s'y attendait. Mais on voit qu'il passe par un minimum vers 500 Hz, puis il augmente progressivement. 4 mA à 2300 Hz. Il continue à augmenter avec la fréquence et atteint 40 mA à 15 KHz. Je n'ai pas osé aller plus haut. 40 mA sous 300 V, ça fait quand même 12 W. Oû vont donc ces watts?

Le transfo ne chauffe pas. Il ne s'agit donc pas de pertes fer ni cuivre. Ce qui chauffe, ce sont les MOSFET et les condensateurs de découplage de la haute tension.
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1376889576
Ils atteignent 40 degrés. J'imagine qu'il doit s'agir d'un phénomène de résonance avec ces condensateurs et l'inductance de primaire du transfo.

Je suis passé aux essais sur un transfo de four microondes.
http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1376889621

Tout d'abord les essais à vide. J'ai mesuré le courant circulant entre le condensateur de filtrage et le hacheur tout en surveillant la température des MOSFET et tension aux bornes du transfo. Cette dernière reste parfaitement rectangulaire quelle que soit la tension d'alimentation et la fréquence. J'ai fait varier cette dernière entre 100 Hz et 1 KHz.

http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1376889530
Les MOSFET restent à température ambiante. Tout à l'air de se passer comme prévu.

Prochaine étape: ajouter un enroulement secondaire au transfo et lui faire débiter de la puissance.


Amicalement,

Yvan

[Biname]

Un petit mot d'encouragement .

Les pinces croco à 600V(1) m'inquiètent un peu.

Je me pose toujours des questions . Pourquoi le noyau saturerait-il plus avec un découpage à 1000 plutôt qu'à 50 Hertz(2) ? Les 500 premières microsecondes sont dans les deux cas identiques, même croissance linéaire du courant ; lorsqu'une branche du pont se met à conduire, le noyau ne sait pas quand cette branche va s'ouvrir. Lorsque la fréquence de découpage augmente, le courant moyen et la puissance diminuent proportionnellement. Non ?


(1) Est-ce 600 ou 300 volts
(2) composantes spectrales ???? J'en doute ???? On a des flancs raides communs et un établissement du courant commun ??? donc des composantes spectrales identiques ??? Chose qu'il faudrait vérifier ???

[Yvan_Delaserge]

Hello Biname.

C'est 300 V, le courant est faible et tout est immobile, donc pas trop de soucis.

Le noyau sature plus facilement si la fréquence est basse, bien sûr. En l'occurrence, la saturation est un phénomène indésirable. C'est précisément pour ça qu'on transpire pour faire un hacheur qui permet de travailler plus haut que 50 Hz.
Plus on approche de la saturation, plus le courant à vide augmente. C'est ce que l'on voit sur la courbe. Elle est encore relativement linéaire, au-dessus de 100 Hz. Si on descendait plus bas en fréquence, on verrait une belle exponentielle.

Amicalement,

Yvan

[invitedca01a58]

Hello tout le monde

Je poste un petit message pour, dans un premier temps, être tenu informé des messages ultérieurs de ce sujet.
Je suis fréquemment intervenu dans le sujet similaire du site "usinages.com" mais celui-ci semble avoir de gros problèmes depuis une semaine.

[Yvan_Delaserge]

Salut à tous,

Voici la suite que je compte donner aux essais.

Tout d'abord en guise de secondaire, utiliser une rallonge comme celles que l'on utilise pour les appareils domestiques. Bobiner 1/2, puis 1, puis 2 spires, etc sur le noyau. En espérant que la fenêtre du noyau sera assez large pour me permettre d'y faire passer la prise de la rallonge. Les prises de chaque extrémité seront connectées, de manière à créer une boucle.

Si j'utilise une rallonge de 5 mètres, la résistance sera d'environ 642 mOhms, compte tenu des 3 fils en parallèle, ce qui devrait, si la tension du secondaire d'une spire unique est de 1 V; 15,6 A et 15,6 W respectivement.

Pas de quoi faire griller ni exploser quoi que ce soit, mais le point intéressant est qu'une rallonge de 5 m présente une inductance que j'estime à disons 100 uH.
A 200 Hz, voire plus haut, cette inductance va présenter une impédance.
Vue depuis le hacheur, cette impédance va être multipliée par le carré du rapport de transformation (220 x 220 = 48400). Tout se passe comme si l'inductance était de 48400 * 100 uH = 4,84 H. Dans ces conditions, l'impédance à 200 Hz est de L * 2 pi f c'est-à-dire 6 k Ohms!

C'est considérable. Si on applique 300 V au primaire, et que l'impédance est de 6 kOhms, la puissance ne pourra pas dépasser 15 W. Pas de quoi faire une soudure...

A moins que mon raisonnement ou mon estimation soient faux??

Qu'en pensez-vous?


Amicalement,

Yvan

[Biname]

Salut à tous,

Voici la suite que je compte donner aux essais.

Tout d'abord en guise de secondaire, utiliser une rallonge comme celles que l'on utilise pour les appareils domestiques. Bobiner 1/2, puis 1, puis 2 spires, etc sur le noyau. En espérant que la fenêtre du noyau sera assez large pour me permettre d'y faire passer la prise de la rallonge. Les prises de chaque extrémité seront connectées, de manière à créer une boucle.

Si j'utilise une rallonge de 5 mètres, la résistance sera d'environ 642 mOhms, compte tenu des 3 fils en parallèle, ce qui devrait, si la tension du secondaire d'une spire unique est de 1 V; 15,6 A et 15,6 W respectivement.

Pas de quoi faire griller ni exploser quoi que ce soit, mais le point intéressant est qu'une rallonge de 5 m présente une inductance que j'estime à disons 100 uH.
A 200 Hz, voire plus haut, cette inductance va présenter une impédance.
Vue depuis le hacheur, cette impédance va être multipliée par le carré du rapport de transformation (220 x 220 = 48400). Tout se passe comme si l'inductance était de 48400 * 100 uH = 4,84 H. Dans ces conditions, l'impédance à 200 Hz est de L * 2 pi f c'est-à-dire 6 k Ohms!

C'est considérable. Si on applique 300 V au primaire, et que l'impédance est de 6 kOhms, la puissance ne pourra pas dépasser 15 W. Pas de quoi faire une soudure...

A moins que mon raisonnement ou mon estimation soient faux??

Qu'en pensez-vous?


Amicalement,

Yvan

Le site ci-dessous ??? donne : 8 µH pour 5 mètres, ce qui est encore beaucoup. La longueur pourrait être ramenée à un mètre, on descend ainsi à un µH ... difficile de faire mieux.
Soit 100 fois moins donc 60 ohms, en 600V ??? 10A ça devrait aller ??? ... il faudrait calculer plus précisément ???

On l'a écrit il y a longtemps mais on a pas calculé ...

http://users.telenet.be/h-consult/Tx...raadInduct.htm

[Biname]

Salut à tous,

Voici la suite que je compte donner aux essais.

Tout d'abord en guise de secondaire, utiliser une rallonge comme celles que l'on utilise pour les appareils domestiques. Bobiner 1/2, puis 1, puis 2 spires, etc sur le noyau. En espérant que la fenêtre du noyau sera assez large pour me permettre d'y faire passer la prise de la rallonge. Les prises de chaque extrémité seront connectées, de manière à créer une boucle.

Si j'utilise une rallonge de 5 mètres, la résistance sera d'environ 642 mOhms, compte tenu des 3 fils en parallèle, ce qui devrait, si la tension du secondaire d'une spire unique est de 1 V; 15,6 A et 15,6 W respectivement.

Pas de quoi faire griller ni exploser quoi que ce soit, mais le point intéressant est qu'une rallonge de 5 m présente une inductance que j'estime à disons 100 uH.
A 200 Hz, voire plus haut, cette inductance va présenter une impédance.
Vue depuis le hacheur, cette impédance va être multipliée par le carré du rapport de transformation (220 x 220 = 48400). Tout se passe comme si l'inductance était de 48400 * 100 uH = 4,84 H. Dans ces conditions, l'impédance à 200 Hz est de L * 2 pi f c'est-à-dire 6 k Ohms!

C'est considérable. Si on applique 300 V au primaire, et que l'impédance est de 6 kOhms, la puissance ne pourra pas dépasser 15 W. Pas de quoi faire une soudure...

A moins que mon raisonnement ou mon estimation soient faux??

Qu'en pensez-vous?


Amicalement,

Yvan

Juste une idée ...

Un vieux truc utilisé en HF pour annuler une réactance série gênante est de la faire résonner en ajoutant la réactance 'opposée' en série. Ici, ajouter un condensateur en série au secondaire : sa valeur C = 1/(4 * Pi² * f² * L) = 633E-9/L pour F = 200 Hz

0.50m : L = 1µH >>>>> C = 630000 µF _ ?40V
5m __ : L = 10µH >>>>> C = 63000 µF _ ?20V
50m _ : L = 100µH >>>>> C = 6300 µF _ ?10V

Si je me souviens bien, la résonance série induit une surtension - Q*Amplitude - aux bornes du condensateur et de la bobine ; ici, le Q ne devrait pas être énorme ??? 10 ??? et donc la tension aux bornes de ces composants ne devrait pas excéder 20V, deux condensateurs électrolytiques tête-bêche de 120000 µF 20V ... si Q n'est pas trop élevé peut-être que des super condensateurs feraient l'affaire ???? Mais pour 500 ampères : connexions?, ?condensateurs, résistances internes, ...

On remarquera qu'avec ce principe, augmenter la valeur de l'inductance - allonger le fil - réduit la valeur du condensateur nécessaire. Avec 50 mètres de 'fil' il ne faut plus que 6300 µH en 10V car Q - lié à la longueur du fil - a baissé.

Sauf erreursssssssssssssss

[Yvan_Delaserge]

Merci Biname pour les calculs.

Pour compenser l'effet self, je me demande s'il ne serait plus pratique d'ajouter un condensateur en série non pas avec le secondaire, mais avec le primaire. On pourrait diviser sa valeur par 60 000, ce qui nous donnerait en gros 10 uF.

Mais en fait, je me demande s'il ne faudrait pas se contenter de laisser les choses en l'état, car cela protège le hacheur contre les surintensités. Il n'y aurait pas moyen de dépasser 10 A au primaire, pourvu que la longueur du secondaire ne soit pas inférieure à 1 mètre.


Amicalement,

Yvan

[Yvan_Delaserge]

Alors voilà les premiers résultats:

J'ai utilisé un câble à 3 conducteurs monobrin de diamètre 1,3 mm et de 3 m 40 de longueur.
Oublions les rallonges: les prises ne passent pas par la fenêtre du noyau du transfo!

http://forums.futura-sciences.com/im...attach/jpg.gif
La résistance calculée du câble est de 7 mohms.
J'ai fait des mesures du courant d'alim à la tension maximale (c'est-à-dire env. 300 V) avec une ou deux spires au secondaire et à des fréquences de 100, 200, 400 et 800 Hz.

Les résultats sont les suivants:http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1377631284


le tableau de gauche montre les courants mesurés sous une tension d'alim de 300 V. C'est ce qui est représenté sur le graphique. Comme on s'y attendait, le courant diminue lorsque la fréquence augmente. Si l'on calcule l'impédance que "voit" le hacheur, selon la formule tension d'alim/courant d'alim, on voit qu'elle augmente lorsque la fréquence augmente. C'est logique. On voit aussi que l'impédance est très élevée en comparaison de la résistance ohmique: plusieurs centaines d'ohms à comparer avec les 7 mOhms calculés ci-dessus.

Mais comme d'habitude, à chaque manip, de nouvelles questions apparaissent.
En l'occurrence: Pourquoi l'impédance diminue-t-elle en augmentant le nombre de spires?
Est-ce parce que la longueur de câble hors transfo diminue? Mais dans ce cas, pourquoi n'est-ce pas compensé par l'inductance de la seconde spire?

Au moins, îlot de rationalité dans ce monde chaotique, le rapport des impédances entre les deux séries de mesures ( 1 et 2 spires respectivement) est presque constant: entre 2,7 et 3.

Prochaine étape: refaire les mêmes mesures, mais cette fois avec du gros câble de chargeur de batterie et voir si les courants sont comparables. Ainsi, on sera sûr que la résistance ohmique n'est pas le facteur limitant.

Et pendant qu'on y est, réduire la longueur du câble à 1 mètre. C'est la longueur du secondaire qui est prévue dans la soudeuse.


Amicalement,

Yvan

[Yvan_Delaserge]

Voyons ce que ça donne si on examine les puissances dissipées dans le câble.

http://forums.futura-sciences.com/at...1&d=1377680683

Les puissances ont été calculées en multipliant le courant fourni par l'alim, par 300 V.

Plus la fréquence augmente, plus la puissance diminue. A 100 Hz, on constate bien un échauffement du câble, simplement en posant la main dessus. Je n'ai pas mesuré la température. J'ai fait de essais de courte durée, juste pour voir quel courant d'alim on atteignait.

On peut faire le calcul de la puissance dissipée dans le câble par une autre voie: multiplier la résistance du câble par le carré de la tension au secondaire. On fait donc totalement abstraction de l'impédance selfique. On ne s'occupe que du ohmique.
La résistance du câble est de 14,5 mOhms ( oui, le précédent calcul était faux )
La tension au secondaire peut être estimée égale à 300 V divisés par le rapport de transformation, qui est de 220. On obtient 1,36 V pour une spire et 2,73 pour deux.
Dans ces conditions, la puissance au secondaire serait de 128 W pour 1 spire et 512 pour 2 spires.
Comme on le voit, ça colle pour le secondaire à 1 spire, mais pas pour celui à 2 spires. On attendait 512 W et on n'en a que 360.

Quelle conclusion tirer? Au-delà du "bizarre autant qu'étrange"?
Je vous le demande...


Amicelement,

Yvan

[Yvan_Delaserge]

Quelle pourrait bien être l'impédance selfique du secondaire?

Une longueur de câble de 3,4 mètres devrait présenter une inductance de 5,44 uH. Le câble tout seul, sans noyau de transformateur.

Dans ces conditions, on calcule avec la formule Impédance = inductance * 2 pi* fréquence:

A 100 Hz 0.003 Ohms
A 200 Hz 0.007 Ohms
A 400 Hz 0.014 Ohms
A 800 Hz 0.027 Ohms

C'est du même ordre que la résistance ohmique et c'est bien sûr à prendre en considération. Ce phénomène pourrait nous être extrêmement utile pour limiter la puissance que notre soudeuse va puiser dans le réseau électrique.

Pour ne pas faire sauter les plombs, augmenter la fréquence de hachage?

Voilà qui serait bien plus robuste que toutes les MLI et autres limitations "intelligentes" du courant!

Amicalement,

Yvan

[Biname]

Tu ne nous dis pas comment est chargé le secondaire.

[Yvan_Delaserge]

Tu ne nous dis pas comment est chargé le secondaire.

Le secondaire est une simple boucle en court-circuit. C'est analogue à ce que sera le circuit de soudure par points.

[Biname]

Le secondaire est une simple boucle en court-circuit. C'est analogue à ce que sera le circuit de soudure par points.

Si je me souviens bien, dans ces conditions, tu mesures les pertes fer + les pertes cuivre. Pas le temps de relire la théorie maintenant ... mais j'irai ; en gros, il faut tout ramener en série au primaire en multipliant par (n1/n2)².

Sauf erreursssssssssss

[Biname]

Tu n'imagines pas jusqu'où ton hacheur me poursuit .

Excellent, la charge c'est la résistance des 3.4 mètres de fil ... qui chauffe, re_excellent, mesure vite cette résistance du fil afin de te faire une idée du rendement. Avec Ieff et Veff primaire, L et R secondaire on est gâté ... yapluka faire quelques calculs.

[Yvan_Delaserge]

La résistance ohmique, c'est dans les 14 mohms. La résistance selfique, c'est dans les mêmes eaux...

Je vais voir ce que ça donne en utilisant du gros câble de pontage/dépannage. Et au lieu de 3 mètres 40, environ 1 mètre.
Et voir jusqu'oÙ monte l'intensité que le hacheur arrive à envoyer dans le primaire.

Mais avant ça, juste par intérêt, je vais essayer de voir un peu avec l'oscillo, quelle est la forme d'onde du courant dans le primaire. La tension, je sais déjà que c'est un créneau parfait. On a juste un peu de ripple qui apparaît aux fortes charges.

Je vais en profiter aussi pour voir les mesures que me donne ma pince ampèremétrique, compte tenu que c'est pas du sinus, mais du créneau et aussi compte tenu de la fréquence > 50 Hz.

Une observation intéressante:
Si on varie la fréquence de hachage à pleine charge, on entend ronfler le transfo. On a un son plus fort au moment où on est pile à 100 Hz. C'est-à-dire pile à la fréquence du ripple.

A plus!

Amicalement,

Yvan