Transformateur pour Onduleur pur sinus

[Hannibal Lecter]

Bonjour à toutes et à tous,

Je suis nouveau sur ce forum,
J’ai un projet sans grande ambition (ou presque), c’est juste pour le plaisir de bricoler, la dépendance à la sensation d’avoir fini quelques choses et surtout d’esprit « Do It Yourself ».

Comme l'indique le titre du sujet le projet en question c’est un onduleur, certain l’appelle convertisseur DC-AC. J’ai déjà réalisé un tout simple à signal carré avec un simple NE555 et cette fois ci j’aimerais faire un de type pur sinus.

Après avoir fouillé un peu sur internet, j’ai trouvé qu’il y a plusieurs façons de le faire :

1. Découpage verticale (sur base de temps), qui utilise le découpage par modulation PWM, et là même il y a deux options:
   1. a Batterie - Onduleur PWM – Filtrage/Lissage – Transfo
   2. b Batterie - découpage HF - tranfo – redresseur – Onduleur PWM – Filtrage/Lissage
2. Découpage horizontale (sur base de tension), c’est apparemment ce que les constructeurs utilisent pour les onduleurs récents et qui consiste à utiliser plusieurs condensateurs
3. Enfin, la nouvelle technologie la plus récente et haut de gamme, il y a aussi le truc genre contrôle d’impédance mais je n’ai pas encore saisie le concept pour l’instant de plus je n’ai pas trouvé de document sur ce sujet.

Après réflexion, je pense opter la première façon et l’option b

Les questions que je me pose et sur laquelle j’ai besoin d’aide c’est à propos du transfo.
Si j’ai par exemple un transfo 220V-12V (à utiliser à l’envers bien sûr) et de puissance nominale 500 KVA. Normalement 500 KVA c'est pour une fréquence de 50 Hz sinusoïdale.
Ma première question est : est-ce que je peux utiliser ce même transfo pour de la haute fréquence? Il n’y a pas de problème genre chauffage par induction des fers du transfo ? genre ça fait l'effet des plaques chauffantes à induction

Deuxième question : Supposons que la réponse à ma première question est OUI donc si à la place d’un signal sinusoïdal de 50 Hz j’injecte un signal carré tout ou rien (50% état haut) de 20 KHz. La puissance supportée par ce transfo augmente avec la fréquence mais à votre avis, elle sera de l’ordre de combien avec ce 20 KHz?

Merci
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[f6bes]

Bonjour à toutes et à tous,

Je suis nouveau sur ce forum,
J’ai un projet sans grande ambition (ou presque), c’est juste pour le plaisir de bricoler, la dépendance à la sensation d’avoir fini quelques choses et surtout d’esprit « Do It Yourself ».

Comme l'indique le titre du sujet le projet en question c’est un onduleur, certain l’appelle convertisseur DC-AC. J’ai déjà réalisé un tout simple à signal carré avec un simple NE555 et cette fois ci j’aimerais faire un de type pur sinus.

Après avoir fouillé un peu sur internet, j’ai trouvé qu’il y a plusieurs façons de le faire :

1. Découpage verticale (sur base de temps), qui utilise le découpage par modulation PWM, et là même il y a deux options:
   1. a Batterie - Onduleur PWM – Filtrage/Lissage – Transfo
   2. b Batterie - découpage HF - tranfo – redresseur – Onduleur PWM – Filtrage/Lissage
2. Découpage horizontale (sur base de tension), c’est apparemment ce que les constructeurs utilisent pour les onduleurs récents et qui consiste à utiliser plusieurs condensateurs
3. Enfin, la nouvelle technologie la plus récente et haut de gamme, il y a aussi le truc genre contrôle d’impédance mais je n’ai pas encore saisie le concept pour l’instant de plus je n’ai pas trouvé de document sur ce sujet.

Après réflexion, je pense opter la première façon et l’option b

Les questions que je me pose et sur laquelle j’ai besoin d’aide c’est à propos du transfo.
Si j’ai par exemple un transfo 220V-12V (à utiliser à l’envers bien sûr) et de puissance nominale 500 KVA. Normalement 500 KVA c'est pour une fréquence de 50 Hz sinusoïdale.
Ma première question est : est-ce que je peux utiliser ce même transfo pour de la haute fréquence? Il n’y a pas de problème genre chauffage par induction des fers du transfo ? genre ça fait l'effet des plaques chauffantes à induction

Deuxième question : Supposons que la réponse à ma première question est OUI donc si à la place d’un signal sinusoïdal de 50 Hz j’injecte un signal carré tout ou rien (50% état haut) de 20 KHz. La puissance supportée par ce transfo augmente avec la fréquence mais à votre avis, elle sera de l’ordre de combien avec ce 20 KHz?

Merci

Bjr à toi, un transformateur pREVU pour du 50 hertzs est DESASTREUX dés que l'on monte en fréquence.
On ne peut guére espérer dépasser les qq centaines de hertzs avec de tel transfo !
Et en HF il est plus que rare de trouver de tel transfo avec de telle puissance...500kVA.
(peut etre en chauffage de PUISSANCE par induction...mais 500 kVA c'est vraiment....énorme !)
Bonne journée

[Hannibal Lecter]

Bjr à toi, un transformateur pREVU pour du 50 hertzs est DESASTREUX dés que l'on monte en fréquence.
On ne peut guére espérer dépasser les qq centaines de hertzs avec de tel transfo !
Et en HF il est plus que rare de trouver de tel transfo avec de telle puissance...500kVA.
(peut etre en chauffage de PUISSANCE par induction...mais 500 kVA c'est vraiment....énorme !)
Bonne journée

Merci f6bes,

J'ai écrit une connerie, en fait c'est 500 VA et non 500 kVA il faut oublier le k

Est-ce l'entrefer qui limite la fréquence?
Mais qu'est-ce qu'ils ont comme caractéristiques les transfo qui peuvent monter à des dizaines de milliers de Hertz?

Mais avec ce transfo classique de 500 VA, si je monte à la limite des quelques centaines de Hertz la fréquence comme tu l'as dit, on peut quand même en puissance non?

[penthode]

à 500 VA c'est envisageable , mais ça demande un foutu poil aux pattes en électronique de puissance.

systéme PWM à haute fréquence incontournable , les transfos sont sur ferrite avec relativement peu de spires.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Hannibal Lecter]

on peut quand même en puissance non?

Je voulais dire, on peut quand même gagner en puissance non

[Hannibal Lecter]

à 500 VA c'est envisageable , mais ça demande un foutu poil aux pattes en électronique de puissance.

systéme PWM à haute fréquence incontournable , les transfos sont sur ferrite avec relativement peu de spires.

Merci penthode,

C'est moi qui suis pas à jour peut-être mais je ne comprends pas l'expression "un foutu poil aux pattes"
Bien sûr je vais utiliser un microcontrôleur avec un module CCP pour le découpage haute fréquence et un autre module Enhanced CCP pour générer la sinusoïde.

[penthode]

disons 10 ans d'expérience , et un certain nombre de réalisations dans le domaine...

[gienas]

Bonjour Hannibal Lecter et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

... je ne comprends pas l'expression "un foutu poil aux pattes" ...

C'est une expression penthodienne citée ici par erreur. Il voulait écrire moustachu, qu'il faut prendre au second voire troisième degré.

Ce type de projet ne peut pas être mené par un débutant, il faut déjà une sacrée expérience (être "moustachu"), et disposer aussi de matériel de test qui n'est pas à la portée de tout le monde. Rien à voir avec le 555 qui, déjà dans le genre de première expérience que tu as déjà menée, n'était pas très ... adapté.


Édit: grillé par l'auteur lui-même. Ce n'est pas un très bon ... signe.

[PA5CAL]

C'est le matériau et le mode de fabrication du noyau qui limitent la montée en fréquence à cause des pertes de puissance.

Ces pertes sont dues :
- aux courants induits dans les tôles (courants de Foucault) qui provoquent une dissipation par effet Joule d'autant plus grande que la fréquence est élevée,
- à l'hystérésis magnétique B=f(H) dans le matériau ; les pertes sont proportionnelles à la surface du cycle, lequel s'élargit quand la fréquence augmente.

En conséquence, le rendement du transformateur chute quand sa fréquence d'utilisation devient nettement supérieure à la fréquence pour laquelle il a été conçu.

[penthode]

un fou-furieux qui a travaillé la question :

http://www.gohz.com/homemade-2000w-p...rcuit-diagrams

c'est pas de la tarte !

d'autre liens en secouant gogol , en anglais bien sur

[Antoane]

Bonjour,

Bien sûr je vais utiliser un microcontrôleur avec un module CCP pour le découpage haute fréquence et un autre module Enhanced CCP pour générer la sinusoïde.

Peux-tu détailler ?
Je ne vois pas pourquoi tu as besoin de deux µC. Un unique devrait faire l'affaire : il n'y a qu'un signal PWM à généré, celui créé par comparaison du sinus (modulante) avec le triangle (po

[Hannibal Lecter]

@gienas
Merci pour l’explication,
Dans ce cas j’ai déjà des duvets , je suis électronicien de formation et j’ai 5 ans d’expérience mais seulement que ces expériences sont exclusivement dans le domaine de la conception/description de circuit numérique (VHDL/Verilog HDL) et la technologie FPGA bien sûr. C’est au niveau électrotechnique que j’ai du handicap (d’où ma question sur le transfo) mais l’électronique disons avec modestie que j’ai déjà ce qu’il faut.
Les matos nous en avons plus que ce qu’il faut aussi au Labo. Un des projets qui ont fait plus pousser mes duvets dans ces expériences pour donner un exemple c’est un qui contient 40 FPGA qui travaillent en parallèle.
Bref, c’est le boulot mais l’onduleur comme j’ai dit c’est du domaine du loisir et le plaisir du DIY. Le NE555 je connais bien, d’ailleurs pour donner une idée à quel point, en réalité la vraie spécialité de ma formation est la microélectronique et le dessin au niveau semi-conducteur du NE555 nous l’avons déjà fait avec Microwind à l’époque comme projet d’étude. Cela a impliqué une compréhension parfaite du célèbre circuit intégré.
Je sais très bien que le NE555 n’est l’idéal même pour un signal carré mais c’était juste pour faire plus que simple comme expérimentation.


@PA5CAL
Merci, de toute façon ma question est sur la possibilité d’utilisation de transfo 50 Hz avec une fréquence plus élevée, j’avais déjà des doutes mais je voulais une confirmation de ceux qui ont déjà essayez pratiquement.
Au final pour la suite de mon projet je vais trouver un transfo spécialement conçu pour une fréquence plus grande.
Mais je vais quand même essayer juste par curiosité expérimenter pour voir ce que ça donne, combien en mesurant on perd et combien ça chauffe en fonction de la fréquence.

@penthode
Merci pour ce lien, très intéressant. Il n’est pas aussi fou furieux que ça, il a juste la patiente.
J’utilise le même logiciel que lui (PROTEL). Un peu old school mais j'adore.


@Antoane
Non je n’ai pas dit que je vais utiliser deux microcontrôleurs, mais un seul avec deux modules ECCP ou à la limite un CCP et l’autre ECCP. Ou peut-être carrément un DSP (simple genre DSPIC33).
Le premier CCP c’est pour le découpage à haute fréquence de la tension continue venant de la ou des batterie(s) pour faire monter la valeur de la tension. Enfin si tu veux c’est un peu comme faire un convertisseur Set-up Boost ici.
Le deuxième de type ECCP pour transformer la tension continue en sinusoïdale avec une table dans le programme et qui peut varier légèrement en fonction des retours d’information du capteur de tension de sortie
ECCP pour permettre de commander facilement des MOSFET montés en pont de H, dans le but d’obtenir plus facilement une tension sinusoïdale avec négative et positive.


Je ne manquerai pas de partager ici l’avancement.