Soft Start pour scie violente

[hary]

Bonjour

J'ai une question entre électronique et électrotechnique.

J'ai quelques outils électroportatifs 220V à moteurs universels (à balais) tels que meuleuse, scie circulaire dont certain sont particulièrement violent au démarrage et appellent un courant de démarrage très important.

J'en ai d'autre, tout aussi puissants (2000W) mais avec un démarrage très progressif (Soft Start) et dont certain sont même réglable en vitesse (scie sauteuse, meuleuse 750W).

Je voudrais trouver cet accessoire ou composant électronique qui permet ce fonctionnement doux.

Je suppose que ce devrait être assez bon marché et assez petit dans la mesure où les outils que je possède et qui en sont équipés ne m'ont pas coûtés plus cher qu'un outil à démarrage violent et ne sont pas non plus, plus encombrants.
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[gcortex]

Une MLI (PWM) progressive, un transistor et une diode rapide,
sans filtrage du 100Hz, mais un petit filtre quand même pour la CEM.

Soluces moins bonnes : un gros variateur à triac ou un gros halogène en série.

[gcortex]

Avec un pont de diodes après le filtre.

[penthode]

une résistance au démarrage avec relais et tempo...

bref , il y a pléthore de soluces.

[A voir en vidéo sur Futura]

[hary]

C'est pour de l’électroportatif !

Je veux pas y installer une armoire de commande !

Et puis il doit exister une solution simple et pas chère, on trouve ça sur pléthore d'outil maintenant !

[invite5637435c]

Bonsoir,

une solution très simple et peu cher consiste à mettre en série dans une phase une CTN dite "inrush current protect".
Lorsqu'elle est froide elle freine le courant d'appel puis lorsque celui-ci commence à circuler sa valeur ohmique tombe à quasiment 0 Ohm.

https://www.ametherm.com/inrush-curr...ters-full-line
https://www.ametherm.com/blog/inrush...-motor-inrush/

[invite5637435c]

Vous pouvez en trouver ici par exemple:
https://fr.farnell.com/ametherm/ms35...rance%2Fsearch

[hary]

J'ai potassé la doc Ametherm. Très intéressant !

Cependant, comme je souhaite que l'effet softstart soit opérationnel même avec plusieurs redémarrages successifs, une NTC simple en guise de limiteur de courant ne me semble pas le bonne voie.

Pour mon cas, ce serait plutôt une PTC (ou résistance simple) shuntable par un relais qui serait adaptée, soit la solution proposée par penthode précédemment. Seulement, il n'avait pas assez précisé son idée à un moment où je n'avais pas assez creusé la question.

Heureusement, les liens Ametherm proposés par Hulk étaient une mine de renseignements qui m'ont aidé à recadrer mon besoin.

En fait, diminuer la violence des démarrages serait un plus, mais ce que je recherche surtout, c'est limiter le courant d'appel de ces appareils que je souhaite alimenter avec un onduleur DC24V/AC220V sur batteries.

Ce courant d'appel de presque 30A mesuré au démarrage avec ma pince ampèremétrique (Fluke 337 avec la fonction INRUSH) m'obligerait a acheter un convertisseur de puissance démesurée uniquement pour subvenir au démarrage de cette scie de 2000W.

La doc Ametherm propose bien une résistance shuntable par un relais, mais ne propose aucun circuit de commande.

Je cherche donc une solution pour piloter ce relais (ou peut être SSR ou encore simple TRIAC)

[invitea009bbe9]

Bonjour,

Un soft stater (rechercher soft starter) installé sur ma meuleuse de 2000W
J'en ai fabriqué un, il y a .....longtemps pour ma scie, voir cette discussion.

Bonne journée
Jacques

[invite5637435c]

J'ai potassé la doc Ametherm. Très intéressant !

Cependant, comme je souhaite que l'effet softstart soit opérationnel même avec plusieurs redémarrages successifs, une NTC simple en guise de limiteur de courant ne me semble pas le bonne voie.

Pour mon cas, ce serait plutôt une PTC (ou résistance simple) shuntable par un relais qui serait adaptée, soit la solution proposée par penthode précédemment. Seulement, il n'avait pas assez précisé son idée à un moment où je n'avais pas assez creusé la question.

La NTC dont je vous parle répond exactement à votre besoin.
Bien entendu il vous faudra un relais pour court-circuiter cette CTN une fois le moteur démarré pour retrouver la fonction de soft-start.
On utilise jamais une PTC pour cela.

Par exemple dans les alimentations de fortes puissance à découpage c'est précisément ce procédé qui est mis en oeuvre.
La CTN freine le courant d'appel, puis lorsque l'alim est présente elle actionne un relais qui court-circuite la CTN.
A l'extinction le relais retombe et la CTN est libérée.
On peut faire la même chose avec un thyristor et une résistance de puissance mais la mise en oeuvre est un peu plus complexe pour des non initiés.
Cordialement.

[invite5637435c]

Bonjour,

Un soft stater (rechercher soft starter) installé sur ma meuleuse de 2000W
J'en ai fabriqué un, il y a .....longtemps pour ma scie, voir cette discussion.

Bonne journée
Jacques

N'hésitez pas à mettre un schéma, des photos, c'est le but de l'entraide

Edit: je n'avais pas vu le lien que vous donniez, je vais y jeter un oeil.

[invite5637435c]

Il est réalisé avec un µC et vous n'avez pas partagé le code source, donc peu d'intérêt, c'est bien dommage pour notre demandeur qui ne pourra pas exploiter cela.

Il manque aussi quelques précisions dans votre schéma, liées à la sécurité, notamment il aurait été bien de préciser que les résistances mises au potentiel du secteur soient toutes capables de supporter au moins 350V, voir la résistance du snubber, quelques soient leurs valeurs et leurs fonctions, sinon au moins en mettre 2 en série pour satisfaire la valeur/tension nécessaire.
Ca été fait visiblement pour quelques valeurs mais cela doit être généralisé et surtout bien précisé sur le schéma, ne jamais oublier que des novices peuvent tenter votre schéma.
Idem pour les condensateurs, valeur capacitive ET tension de service, idéalement la techno du condo qui a aussi beaucoup d'importance (X1/X2 indispensable sur l'entrée secteur notamment).

[hary]

La NTC dont je vous parle répond exactement à votre besoin.
Bien entendu il vous faudra un relais pour court-circuiter cette CTN une fois le moteur démarré pour retrouver la fonction de soft-start.
On utilise jamais une PTC pour cela.

Par exemple dans les alimentations de fortes puissance à découpage c'est précisément ce procédé qui est mis en oeuvre.
La CTN freine le courant d'appel, puis lorsque l'alim est présente elle actionne un relais qui court-circuite la CTN.
A l'extinction le relais retombe et la CTN est libérée.
On peut faire la même chose avec un thyristor et une résistance de puissance mais la mise en oeuvre est un peu plus complexe pour des non initiés.
Cordialement.

Justement, je cherchais finalement dans la direction de la CTN shuntable par un thyristor et je ne trouve rien question schéma !
Ce que je ne comprend pas, c'est que ça n'existe pas tout fait. Ou en tout cas c'est difficile à trouver, alors que certain matériel neuf en sont équipés.

Je pensais aussi à un genre de gradateur progressif, mais comme c'est pour ne pas trop surcharger un convertisseur (et limiter son dimensionnement au plus près de la puissance nominale nécessaire), je me suis dit qu'une limitation par résistance serait plus adapté pour réellement limiter les pics de courant.

J'ai la sensation qu'un gradateur progressif (par triac) limitera le courant moyen de démarrage, en arrêtant sa conduction en cours de sinusoide, mais qu'il y aura toujours des pics d'appel de courant lors de la conduction du gradateur...

Je me demande si mon raisonnement est juste ?

[invite5637435c]

C'est juste mais un gradateur par triac pour un moteur va générer des harmoniques sur le réseau si rien n'est mis en oeuvre pour les limiter, ce qui va complexifier les choses, c'est pour cette raison que ce genre de dispositifs n'est pas généralisé dans ces équipements en dessous d'une certaine puissance.

On ne trouve pas tout sur internet, et heureusement, certains dispositifs sont brevetés et leur mise au point (entendre dimensionnement) nécessite un minimum de connaissances.
Sur le net vous ne trouverez que des dispositifs simples, du moins à la portée de ceux qui les copient et les revende pas cher, forcément puisqu'ils n'ont rien investi en R&D...

[invite5637435c]

Je pensais aussi à un genre de gradateur progressif, mais comme c'est pour ne pas trop surcharger un convertisseur (et limiter son dimensionnement au plus près de la puissance nominale nécessaire), je me suis dit qu'une limitation par résistance serait plus adapté pour réellement limiter les pics de courant.

J'ai la sensation qu'un gradateur progressif (par triac) limitera le courant moyen de démarrage, en arrêtant sa conduction en cours de sinusoide, mais qu'il y aura toujours des pics d'appel de courant lors de la conduction du gradateur...

Si vous avez un convertisseur en tête, nécessairement sinusoidal pur, il faudra s'assurer que celui-ci supporte bien le cosPhi de votre équipement, et que sa protection en sur-courant ne soit pas trop sensible dans le cas d'un gradateur à triacs, surtout si vous êtes aux limites fonctionnelles.

[hary]

C'est juste mais un gradateur par triac pour un moteur va générer des harmoniques sur le réseau si rien n'est mis en oeuvre pour les limiter, ce qui va complexifier les choses, c'est pour cette raison que ce genre de dispositifs n'est pas généralisé dans ces équipements en dessous d'une certaine puissance.

On ne trouve pas tout sur internet, et heureusement, certains dispositifs sont brevetés et leur mise au point (entendre dimensionnement) nécessite un minimum de connaissances.
Sur le net vous ne trouverez que des dispositifs simples, du moins à la portée de ceux qui les copient et les revende pas cher, forcément puisqu'ils n'ont rien investi en R&D...

Est que ces harmoniques vont faire chuter ou est en lien avec le facteur de puissance (PF ou power factor) un peu comme les alim à découpage si elles ne sont pas équipées d'active PFC (correcteur actif de facteur de puissance je suppose en Français !) ?

[hary]

Si vous avez un convertisseur en tête, nécessairement sinusoidal pur, il faudra s'assurer que celui-ci supporte bien le cosPhi de votre équipement, et que sa protection en sur-courant ne soit pas trop sensible dans le cas d'un gradateur à triacs, surtout si vous êtes aux limites fonctionnelles.

Il me semble qu'on tourne autour d'un sujet pas simple ! En tout ca spour moi qui n'est pas spécialiste.
Vous parlez de cosPhi, mais pour être plus exact, si j'ai bien compris mes lectures précédentes, ne s'agirait-il pas plutôt du facteur de puissance. (légère et subtile nuance)

[invite5637435c]

Tous systèmes non linéaires provoquent des harmoniques, un gradateur à triac par exemple.
La conséquence est une augmentation des pertes et provoque des perturbations électro-magnétiques.
Le PFC permet de limiter le déphasage courant-tension et la charge est vue, coté réseau, comme une simple résistance.

[invite5637435c]

D'où l'intérêt d'une solution passive simple comme une NTC (ou une résistance ciment) et d'un relais, pas besoin de triac ni d'un filtrage complexe

[hary]

Je voyais un TRIAC en guise de shunt de la NTC pour son encombrement plus faible qu'un relais. Pratique pour intégrer le dispositif dans la poignée de l'outil électroportatif en question !

J'ai fais quelques essai aujourd'hui avec de grosses résistances bobinées de 27-Ohm. J'ai donc essayé avec 27 puis 13.5-Ohm (2x27 en //) et ça donne de bons résultats.

Avec 13.5-Ohm, je réduit Iinrush de 28.5A à 10A au démarrage avec une vitesse de démarrage très acceptable et peu violente, c'est parfait. Par contre, je suis en train de réaliser que je n'ai pas fait l'essai de shunter la résistance une fois la machine lancée pour voir si j'avais une augmentation de courant. Du reste, je ne sais pas comment le voir puisque ma pince ampèremétrique aura déjà déclenchée pour le démarrage avec R en série.
Mais comme la machine me parait bien lancée et que le courant à vide est de moins de 7A, je ne devrait pas avoir d'augmentation. A vérifier tout de même !

Un petit compresseur à moteur à induction dont je ne connais pas la puissance (8.5A en régime établi sans contre-pression au compresseur) à par contre plus de mal à se lancer. Il reste "mou", il faudrait vraiment que je vois ce que ça donne en shuntant R, mais je ne verrai pas non plus si j'ai un nouveau pic de courant, et là j'ai un réel doute dans la mesure où je sens bien qu'il n'est pas à sa vitesse nominale.

Autre question : Est il envisageable de pouvoir souder à l'arc avec un poste inverter depuis un convertisseur de taille non démesurée (genre 3 ou 4 kW) ? Normalement ça se branche sur une prise 16A, soit moins de 3600W.
Mais encore une fois, qui dit inverter implique sans doute un redressement, une batterie de condensateur, un DC/DC buck avec des courants d'appel importants ! Mon dieu, toute cette chaîne de convertisseurs successifs, de redressements, de hachages, puis encore de redressage.....bonjour le rendement final.
Mais je ne vois comment faire autrement pour pouvoir souder à l'arc ?

A moins qu'il ne soit possible d'alimenter ce type de poste en DC24V ?

[invite5637435c]

Vous pouvez vous inspirer de ces 2 schémas à associer:
https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhou...c-power-supply

Vous y trouverez le schéma avec la résistance et le relais qui la court-circuite lorsque l'alim du relais est établi.

Pour alimenter la bobine du relais le plus simple est de construire une alim sans transformateur en utilisant la réactance d'un condensateur X2, exemple ici:
http://easy-electronics4u.blogspot.c...upply-12v.html

C'est la méthode la plus utilisée en low cost, c'est simple et fonctionnel.

Un inverter de poste à souder possède, normalement, sa circuiterie de soft-start il vous suffit juste de l'alimenter sur le secteur ou sur votre onduleur.
Mettez juste ON votre onduleur avant d'allumer votre poste à souder.

[hary]

Sinon question résistance, je sais pas trop quoi choisir.

J'ai remplacé mes grosses résistance bobinées par ce que je crois être des Rciment, et l'une d'entre elle à fait de la lumière avant de ne plus conduire.


IMG_1968.JPG

Donc ces résistances ne sont pas bonnes pour mon application. En plus j'ai un doute. Est ce que les résistance bobinée montrées sur la photo ont une impédance notable en 50Hz (plus que leur résistance R en continu mesuré à l’ohmmètre ?)

Je me pose cette question, car lorsque j'ai utilisé la doc Ametherm pour calculer la valeur d'une NTC à froid en fonction du Iinrush accepté, j'avais trouvé 20-Ohm pour Iinrush = 16A.
Or, les essais avec les résistances bobinées me donnait 10A pour R = 13.5-Ohm seulement !!

Je me demande donc si ma petite résistance carrée blanche n'a pas subit plus de courant que je ne le pense ?

Sinon, impossible de savoir ce qu'est une résistance ciment : Google nous renvoi chez Lafarge pour nous donner des valeurs de résistance du ciment à béton de construction en MPa !

[invite5637435c]

https://www.google.com/search?rlz=1C...w=1600&bih=778

[invite5637435c]

Pour bien dimensionner une résistance "inrush current" il faut connaitre l'amplitude et la forme du courant d'appel à la mise en route, ou connaitre le modèle électrique de la charge.
Ensuite on dimensionne avec la caractéristique i².t, comme pour un fusible, pour éviter sa casse, la résistance, sa structure, doit pouvoir supporter l'énergie libérée au moment de l'appel de courant.

[hary]

OK, il fallait chercher en anglais "ciment resistor"

Sinon, le modèle de la charge ?? Hum, mon pauvre monsieur, j'ai rien de tout ça.

J'ai donc opté de procéder par essais, mais me demande si ma façon de faire est la bonne.

Je réitère donc mon post précédant pour savoir ce que vous pensez de mes remarques :

Sinon question résistance, je sais pas trop quoi choisir.

J'ai remplacé mes grosses résistance bobinées par ce que je crois être des Rciment, et l'une d'entre elle à fait de la lumière avant de ne plus conduire.




Donc ces résistances ne sont pas bonnes pour mon application. En plus j'ai un doute. Est ce que les résistance bobinée montrées sur la photo ont une impédance notable en 50Hz (plus que leur résistance R en continu mesuré à l’ohmmètre ?)

Je me pose cette question, car lorsque j'ai utilisé la doc Ametherm pour calculer la valeur d'une NTC à froid en fonction du Iinrush accepté, j'avais trouvé 20-Ohm pour Iinrush = 16A.
Or, les essais avec les résistances bobinées me donnait 10A pour R = 13.5-Ohm seulement !!

Je me demande donc si ma petite résistance carrée blanche n'a pas subit plus de courant que je ne le pense ?

[invite5637435c]

Je vous conseille la mise en série de 2 NTC de type MS(MegaSurge) de valeur 10 Ohms capable d'encaisser chacune 500J.
Par exemple cette référence:

https://fr.farnell.com/ametherm/ms35...t=MEGA%20SURGE

Et adopter le circuit de court-circuit des NTC par relais dont je vous avais parlé plus haut.

[hary]

A force de fouiner, j'en reviens à ce que j'avais déja vu passer concernant les PTC en tant que ICL (Inrush Current Limiter)

En fait Ametherm oriente dans cette direction quand on recherche un temps de recouvrement court (ce qui est mon cas / plusieurs démarrages successifs en peu de temps) et quand il y a un circuit actif de bypass. (ce qui se comprend)

https://www.ametherm.com/inrush-curr...rrent-limiting

J'avais préparé un petit document en .doc pour reprendre le calcul de la NTC selon la note Ametherm mais je n'arrive pas à l’insérer :

Inrush Calculations AC Motor
• Inrush current I based on our assumption = 15 x 16.0A = 240.0A Ici, j’ai utilisé ma pince ampèremétrique (fonction Inrush) et j’ai trouvé 29A
• Cold resistance*of inrush current limiter = peak voltage / maximum allowable inrush current = (115VAC x 1.414) / 20.0A = 8.13Ω Pour moi ça donne*: 230Vx1,414/16A = 20,3 Ohms
• Inductive impedance Xl = peak voltage / inrush current = (115 VAC x 1.414) / 240.0A = 0.677Ω Pour moi*: 230Vx1,414/29A = 11,21 Ohms
• Inductance L of motor in henrys = Xl / 2πf = 0.677Ω / 377.0 = 0.00179H Pour moi*:11,21/100.pi = 0,036H
• Energy in joules = 0.5 x L x I2 = 0.5 x 0.00179H x 240.0A2*= 51.55J Pour moi*: 0,5x0,036x29^2= 15,01J
Inrush Current Limiter Selection Criteria
• Minimum cold resistance required: 9Ω Soit 20 Ohms mini pour mon cas
• Energy handling*required: 52J Soit 15J mini
• Maximum steady state current: 16A at 115VAC Je n’ai pas atteint 10A même en coupant du bois*!

[invite5637435c]

Ce qui compte c'est l'énergie que va subir votre frein de courant, la NTC.

W=P*t=R*i²*t
En comptant un temps d'environ 200ms pour que ce sur-courant soit raboté de 50%, (pour un moteur il faut compter environ 3x la puissance nominale), un courant nominal Î=3000/(230*rac2)=9A

Soit Î(inrush)=27A, on doit le limiter autour de 13.5A, je prends 15A

R=230*rac2/15=21.7 ohms

La CTN doit supporter W=21.7*13.5²*0.2=790J

D'où mon choix de disposer 2 CTN de 10 Ohms en série, supportant chacune 500J.
@+

[hary]

En effet c'est convainquant.

Je ne comprend pas pourquoi la doc Ametherm arrive à un tel résultat !

[invitea009bbe9]

Il est réalisé avec un µC et vous n'avez pas partagé le code source, donc peu d'intérêt, c'est bien dommage pour notre demandeur qui ne pourra pas exploiter cela.

Il manque aussi quelques précisions dans votre schéma, liées à la sécurité, notamment il aurait été bien de préciser que les résistances mises au potentiel du secteur soient toutes capables de supporter au moins 350V, voir la résistance du snubber, quelques soient leurs valeurs et leurs fonctions, sinon au moins en mettre 2 en série pour satisfaire la valeur/tension nécessaire.
Ca été fait visiblement pour quelques valeurs mais cela doit être généralisé et surtout bien précisé sur le schéma, ne jamais oublier que des novices peuvent tenter votre schéma.
Idem pour les condensateurs, valeur capacitive ET tension de service, idéalement la techno du condo qui a aussi beaucoup d'importance (X1/X2 indispensable sur l'entrée secteur notamment).

Bonjour,
J'ai suivi vos conseils, et j'ai mis dans le pdf joint presque toute la doc. Comme vous pouvez voir sur les photos, j'ai découpé le circuit pour le loger dans la carcasse de la scie. Je joints aussi le programme .txt, qu'il faut renommé .hex pour le mettre dans le pic avant de le souder. Pour programmer le pic, j'ai fait un petit adaptateur SOIC/PDIP que je mets sur une plaque d'essai avec les liaisons qui vont bien vers un pickit ou icd. ProgSOIC8.jpg


Bonne journée