Réalisation variateur de vitesse

[NaGIt]

Bonjour a tous,

étant nouveau sur le forum, je m'excuse par avance pour mes fautes.

Pour un projet de variateur de vitesse, je réalise ce que l'on nommerais un gradateur de vitesse afin de piloter un moteur universel.
Ce gradateur est alimenté grâce au réseau électrique 230Vac.

En l’état actuelle, ce gradateur ne peut être plus simple : voir la photo du schéma électrique.

Schema1.jpg

Une alimentation 50Veff sous 50Hz est utilisée pour le moment afin d'éviter toute manipulation maladroite. Par la suite, elle sera remplacée par le 230Vac efficace.
La résistance R1 est utilisé pour "simuler" le moteur universel pour le moment.

Dans le circuit de commande du triac, le condensateur C1 se charge jusqu’à 32V environ à la vitesse R2*C1. Lorsqu'il atteint cette tension, le diac devient conducteur pour que le triac conduise
à son tour, variant ainsi la tension efficace aux bornes de R1.

D'après mes recherches sur ce type de circuit, le condensateur est censé se décharger "instantanément" dans le diac une fois atteint sa tension de seuil. Or avec l'oscilloscope, j'ai pu observer que
le condensateur ne se déchargeais pas en un instant très court. Ces propos sont illustré sur la photo avec en bleu la tension d'alimentation du circuit, et en rouge la charge et décharge du condensateur.

Alimentation_charge_condo.jpg

Ma question est la suivante: manque t-il des éléments au circuit afin de raccourcir ce temps de décharge ?

Merci à vous.
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[gienas]

Bonjour NaGIt et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

… le condensateur est censé se décharger "instantanément" dans le diac une fois atteint sa tension de seuil. Or avec l'oscilloscope, j'ai pu observer que
le condensateur ne se déchargeais pas en un instant très court …

Pour que la décharge soit instantanée, il faudrait que la résistance "dynamique" du diac amorcé soit nulle ainsi que la résistance de la gâchette. Ce n’est pas le cas et le courant de gâchette prend une valeur qui amorce la conduction entre les anodes du SCR jusqu’à l’inversion de polarité où le processus recommence.


La résistance R2 est variable, pour que associée à la capacité, on obtienne un retard réglable de zéro à 10 ms pour faire varier le courant moteur du maximum à zéro.

[NaGIt]

Bonjour gienas,

de ce que je comprends, une fois le DIAC amorcé, une certaine valeur de résistance et de courant se crée sur la gâchette du TRIAC et c'est ce qui entraîne cette décharge "lente" ?

Si c'est bien cela, pourquoi la décharge du condensateur se réduit au fur et à mesure que la résistance du potentiomètre diminue ? J'ai inséré deux photos pour illustrer mes propos.

Bleu_eDIAC_potar_2_rouge_eTRIAC.jpg
En rouge, la tension aux bornes du TRIAC et en bleu la charge du condensateur lorsque le potentiomètre est au minimum.


Bleu_eDIAC_potar_1_rouge_eTRIAC.jpg
En rouge, la tension aux bornes du TRIAC et en bleu la charge du condensateur lorsque le potentiomètre est aux alentours des 13k

[gienas]

Bonsoir à tous

... une fois le DIAC amorcé, une certaine valeur de résistance et de courant se crée sur la gâchette du TRIAC et c'est ce qui entraîne cette décharge "lente" ? ...

C’est une mauvaise interprétation des oscillogrammes et aussi de la réalité physique.

Quand la tension aux bornes du triac monte (on voit là une rampe), c’est en réalité une partie de l’arche de la sinusoïde. Si tu augmentes assez la résistance, tu verras cette rampe passer par un maximum puis redescendre vers le zéro décrivant chaque moitié (positive et négative) de la source.

Quand la charge du condensateur atteint le seuil du diac + le seuil du triac, le courant de gâchette s’établit et amorcé le triac qui devient un court-circuit, qui décharge tout mais surtout alimente la charge. Cet état de court-circuit se maintient jusqu’à l’inversion du courant, qui provoque le blocage du triac enreproduisant le même processus sur la polarité inverse.

... Si c'est bien cela, pourquoi la décharge du condensateur se réduit au fur et à mesure que la résistance du potentiomètre diminue? ...

Le chronogramme de la gâchette est faux (probablement à cause d’une mauvaise référence).

[A voir en vidéo sur Futura]

[NaGIt]

Je ne vois pas comment je me serais trompé pour la référence: le commun de l'oscilloscope sur le point commun entre le triac et le condensateur C1 et puis la sortie B à l'entrée du DIAC.

Pour la décharge rapide, j'ai remplacé la résistance par un potentiomètre dont les 3 broches sont reliées. La seule différence avec précédemment est la broche 3 du potentiomètre
qui est relié au "potentiel". Doit-je en conclure qu'il est nécessaire d'avoir une résistance en parallèle au condensateur C1 pour obtenir la décharge rapide ?

Schema5.jpg

rouge_50Vaceff_bleu_charge_decharge_condo.jpg
en rouge, la tension d'alimentation 50Vaceff et en bleu, la charge puis décharge du condensateur

De plus, lorsque je dépasse la moitié de la valeur ohmique du potentiomètre (potentiomètre 10k ohm max), la charge et la décharge du condensateur devient une sinusoïde et le triac laisse conduire continuellement.
Je ne comprends pas pourquoi le circuit agit ainsi sachant que l’oscilloscope montre que j'atteins à peine les 5ms avant que le triac conduise continuellement.

[gienas]

Bonjour à tous

Je ne vois pas comment je me serais trompé pour la référence: le commun de l'oscilloscope sur le point commun entre le triac et le condensateur C1 et puis la sortie B à l'entrée du DIAC ...

Il faut s’enlever de l’idée que des propriétés sont celles que tu crois. La diac déclenché décharge mais le rapide ne veut rien dire. Comme déjà dit, la résistance dynamique n’est pas nulle. La résistance des fils parcourus par des courants qui peuvent déterminer des tensions inexistantes.

... Pour la décharge rapide, j'ai remplacé la résistance par un potentiomètre dont les 3 broches sont reliées ...

Que vient faire la décharge rapide dans cette galère? Cette résistance n’y participe pas du tout et ne doit pas être un potentiomètre (pont diviseur de tension) mais une résistance variable permettant, à sa valeur maximale de charger C1 à la tension de déclenchement du diac, pour abaisser la tension sur la charge au minimum.

Attention, ce montage ne doit pas être testé à 50V (tension trop faible par rapport au diac), mais bel et bien sur secteur.

Attention cependant que dans ce cas il faut oublier l’oscill8scope puisque le montage n’est pas isolé et peut devenir mortel.

Si l,”on veut absolument voir à l’oscilloscope, il faut alimenter avec un transfo d’isolement, un vrai

[Pascal071]

de toutes façons, en 220v au branchement du commun de l'oscillo, ça va faire PCHOUFF au disjoncteur général!

[DAT44]

Bonjour,

D'après mes recherches sur ce type de circuit, le condensateur est censé se décharger "instantanément" dans le diac une fois atteint sa tension de seuil. Or avec l'oscilloscope, j'ai pu observer que
le condensateur ne se déchargeais pas en un instant très court. Ces propos sont illustré sur la photo avec en bleu la tension d'alimentation du circuit, et en rouge la charge et décharge du condensateur.

les courbes sont normale, pour rappelle le delta V d'un "Diac standard" est de environ 5V, cela est suffisent pour amorcé le triac, mais cela ne décharge pas C complétement, c'est visible sur le tracé rouge, quand le Diac s'amorce la tension descend brutalement, puis le Diac se désamorce et le condo poursuit sa décharge normalement (courbe RC classique), car a ce moment le triac est conducteur..., a la demi alternance suivante (passage a zéro), le cycle de charge-décharge reprend ...

[NaGIt]

Merci à tous pour vos réponses.

Que vient faire la décharge rapide dans cette galère? Cette résistance n’y participe pas du tout et ne doit pas être un potentiomètre (pont diviseur de tension) mais une résistance variable permettant, à sa valeur maximale de charger C1 à la tension de déclenchement du diac, pour abaisser la tension sur la charge au minimum.

A la base, j'ai relié un potentiomètre dont la 3e broche n’étais pas relié afin d'obtenir la résistance variable. J'ai mis le schéma de principe sur l'image ci dessous.
Schema_1.jpg
A cette étape de réalisation, la décharge du condensateur est plus(+) de la forme R*C.

Ensuite, j'ai relié cette broche à un potentiel de l’alimentation et la décharge devient plus(+) brutale. L'image est ci-dessous montre le schéma de principe 2.
Schema_2.jpg

La seule différence entre les deux schémas est la résistance en parallèle au condensateur.

Par conséquent, je me suis dit que la broche en l'air du potentiomètre pouvait poser des problèmes. Alors j'ai relié la 3e broche su la 2e comme montré sur l'image ci-dessous.
Schema_3.jpg
Maintenant, peut importe la valeur du potentiomètre, la tension RMS aux bornes de la charge ne change pas.

les courbes sont normale, pour rappelle....

Ok je comprends mieux le phénomène. Merci

[gienas]

Bonjour à tous

… Par conséquent, je me suis dit que la broche en l'air du potentiomètre pouvait poser des problèmes. Alors j'ai relié la 3e broche su la 2e comme montré sur l'image ci-dessous … Maintenant, peut importe la valeur du potentiomètre, la tension RMS aux bornes de la charge ne change pas …

Si l’on se réfère à la schématisation, il n’y a aucune différence entre le schéma 2 et le 1.

Si le comportement est différent, c’est que le schéma n’est pas le bon. Je soupçonne un "court-circuit" du mauvais côté du potentiomètre qui le transforme lui, en un court-circuit donc fixe.

Le circuit RC aux bornes du triac est parfois utile, mais il peut modifier les courants présents dans ce dernier. Pour éviter les parasites qui ne peuvent être générés avec une charge purement résistive, je conseille de ne pas le mettre.

Bien entendu, ce RC n’est pas "responsable" du mauvais montage du potentiomètre.

[NaGIt]

Bonjour a tous,

après de nombreux tests, j'ai réussi à trouver un compromis pour le schéma électronique : une simple circuit RC pour varier la tension de la charge et dont la valeur de la résistance n'est pas cohérente
avec la formule T=RC mais dont j'arrive à obtenir la tension de sortie souhaité à l'aide d'une courbe.

Je reviens vers vous concernant le couple déployé par le moteur. En effet, le moteur va me permettre de couper un tube plutôt résistance et un certain couple doit être assuré.

Cependant, j'ai observé qu'avec le moteur d'une perceuse et à vide, sa vitesse pouvait fortement varier (même complètement s’arrêter). J'ose imaginer
avec une demande de couple importante au bout ....

Du coup, j'ai pensé à un régulateur d'angle de phase. Par conséquent, je suis tombé sur un site tchèque (qui peut être visible en anglais) : https://danyk.cz/triako_en.html.

Avec quelques recherches, je pense que l'idée est plutôt intéressante puisque beaucoup de site utilise ce "U2008B" pour réguler la phase.

Malheureusement, il est déclaré obsolète et pour le moment, je n'ai trouver aucun équivalant de ce composant qui ne le soit pas encore.

A votre avis, est ce que ce type d'asservissement de l'angle de phase mérite d’être approfondie pour ensuite l’intégrer dans mon module ?

[gienas]

Bonjour à tous

... le moteur va me permettre de couper un tube plutôt résistance et un certain couple doit être assuré.

Cependant, j'ai observé qu'avec le moteur d'une perceuse et à vide, sa vitesse pouvait fortement varier (même complètement s’arrêter). J'ose imaginer
avec une demande de couple importante au bout ... Du coup, j'ai pensé à un régulateur d'angle de phase ...

S’il y a quelque chose à réguler (asservir) dans ton dispositif, c’est la vitesse de rotation qu’il faut maintenir quelle que soit la puissance que le moteur peut fournir. Pour cela, il faut mesurer cette vitesse, par une dynamo tachymétrique qui doit servir de ”référence”.

Avant de se lancer dans cette complication, il vaudrait mieux s’orienter vers un moteur vraisemblablement plus puissant, dont la vitesse chute moins pour un angle donné.

[DAT44]

Bonjour,
il en reste en chine ...
https://fr.aliexpress.com/item/33038...11126139%21sea

[NaGIt]

Bonjour à tous et merci de vos réponses ,

d’après ce que j'ai vu, le moteur ne possède pas de dynamo tachymétrie et je ne sais pas s'il y a la possibilité d'en rajouter un sur un moteur.

Je sais que lorsqu'un couple important sera demandé, le courant aux bornes du moteur va augmenter pour compenser la puissance nécessaire. Est ce qu'il y aurait
un moyen de vérifier le courant, s'il atteint une certaine valeur, je diminue l'angle de phase pour augmenter la tension aux bornes du moteur?
Avoir une commande de la gâchette du triac variant en fonction du courant aux bornes du moteur de manière autonome

Concernant les composants trouvés sur aliexpress, je te remercie DAT44 mais je suis hésitant à propos de ce site, pour les simples et bonnes raisons que la date de livraison est
exagérée pour un seul composant et puis on est jamais très sur de ce que l'on reçoit....

[DAT44]

Bonjour,
en France alors:
https://www.e44.com/composants/compo...p8-U2008B.html

[DAT44]

Bonjour,
après pour le fun, tu peux aussi faire un montage en composant discret AOP etc ...

L'idée de base : faire un générateur de dent de scie synchronisé sur la fréquence du secteur , comparé la dent de scie par rapport a une référence (potard vitesse) et ajouté un % (a définir) a cette référence en fonction du courant qui circule dans le moteur ...

[NaGIt]

Bonjour à tous,

l'idée de montage avec composant discret me plait bien...

Comment prendre la mesure du courant dans le moteur ? Grace à un capteur de courant ? J'ai pris le temps de regardé un peu et je ne suis pas sur que
la tension 230V AC soit acceptée par ses capteurs malgré le courant supportable par le composant (selon leur documentation technique)

[gienas]

Bonjour à tous

... l'idée de montage avec composant discret me plait bien ...

On peut supposer que ton idée est de faire un asservissement de la vitesse.

... Comment prendre la mesure du courant dans le moteur? ...

La mesure de l’intensité n’à pas à intervenir dans le cas de ton asservissement qui doit agir sur l’angle d’ouverture pour lui donner la valeur qui assure la vitesse de rotation qu'elle que soit la charge (la résistance de l’arbre).

Le seul capteur est la dynamo tachymétrique qui doit délivrer une tension continue proportionnelle à la vitesse.

[DAT44]

Bonjour,
le montage en composant discret a pour but de faire une compensation en mesurant le courant comme sur le U2008, bien sur ce ne sera pas aussi précis que si le moteur était équipé d'un tachymètre avec un contrôle de vitesse comme avec un TDA1085 ...

[DAT44]

Bonjour,

Comment prendre la mesure du courant dans le moteur ? Grace à un capteur de courant ? J'ai pris le temps de regardé un peu et je ne suis pas sur que
la tension 230V AC soit acceptée par ses capteurs malgré le courant supportable par le composant (selon leur documentation technique)

Pour la mesure du courant, tu peux prendre une simple résistance, comme avec le U2008 ...

Il faut bien sur faire une petit alim pour les AOP, mais comme la conso du montage est relativement faible , tu peux utilisé de simple diode Zéner et un condensateur en guise de "ballaste" en série sur le secteur ...

Pour la mise au point, il faudra prévoir un transformateur d'isolement, car ici tu travail sur la tension secteur ...

[NaGIt]

Bonjour,

concernant la résistance, j'ai un doute sur le fait de pouvoir l’intégrer:
d’après ce que j'ai recherché sur le WEB, la résistance est une résistance de shunt qui vient
en série avec la partie du circuit où l'on veut mesurer le courant.

J'ai intégré une image qui représente grossièrement le circuit Electronique.



J'en conclut que la résistance de shunt se place au coté du moteur afin de mesurer le courant.

Imaginons que le moteur consomme au maximum 5A, il faudrait une résistance
dont la puissance dissipée est P=R*I² soit P=25W max (si R=1 ohm).

De plus, il semblerait que la résistance shunt provoque un déphasage sur le circuit qui peut être gênant pour l'asservissement.

[luc_1049]

Bonsoir

Pour la mesure du courant vous pourriez utiliser un transformateur d'intensité en filtrant, écrétant et redressant la tension alternative obtenu.

Vous voulez mesurer le courant qui n'est pas une image de la vitesse, c'est donc pour ajouter une sécurité pour interdire à votre asservissement de dépasser un courant max pour le moteur.
A défaut de dynamo un disque optique avec un capteur comme sur les imprimantes permettrait d'obtenir la vitesse.
Ou alors avec les caractéristiques électriques du moteur connaissant le courant vous calculez la force électromotrice proportionnelle à la vitesse ?

cdlt

[DAT44]

Bonjour,

Pièce jointe 463775

J'en conclut que la résistance de shunt se place au coté du moteur afin de mesurer le courant.

Imaginons que le moteur consomme au maximum 5A, il faudrait une résistance
dont la puissance dissipée est P=R*I² soit P=25W max (si R=1 ohm).

dans le cas du U2008b:
https://www.mouser.com/datasheet/2/36/doc4712-29429.pdf
la résistance R6 et sur le pied (T1) du triac , la tension de mesure ne doit pas excéder +/- 250mV soit 500mV crête a crête soit 0,176 Vac soit un échauffement de 0,88 W pour un courant de mesure de 5 ampères, par exemple trois résistance 0,1 ohm en // :
https://www.e44.com/composants/compo...s-RFPC0.1.html