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limiteur de courant pour moteur DC

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Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

mercredi 30 juillet 2014 à 09:22:31     
hello
je sais que plusieurs d'entre vous avez pas mal de connaissance/experience en elec et peut etre que quelqu'un aurait une idee pour m'orienter dans la bonne direction.

J'ai un moteur brushless DC qui consomme en nominal environ 1.5A ou moins. Je voudrais un circuit elec qui coupe automatiquement la puissance (pas de reduction de tension, mais reellement qui coupe le courrant a 90%, i.e. un courrant residuel de 0.2A max serait acceptable) quand le courrant pompe par la pompe (vu par l'alimentation) depasse 1.8A.

Le moteur et son elec tournent en 12V.

La grosse limitation (vous allez voir pourquoi) c'est que ce moteur doit tourner en continu pendant heures/jours/semaines/mois sans interruption de courrant, typiquement.

Je pensais utiliser un fusible, j'en ai essaye plusieurs, parcouru de nombreuses PDF, les PTC sont de bons candidats mais ma valeur de coupure est trop proche de ma valeur nominale... la plupart du temps, il faut facile 200% ou plus de la valeur nominale pour s'assurer que le fusible ne se declanche pas apres une longue periode a tirer proche de la valeur limite.

Si en plus de ca je prends en compte les eventuels problemes de derating dus a la temperature, ca met le fusible en general (quel qu'il soit) hors d'usage pour ce project.


Donc, quel serait le circuit elec ideal pour "faire ca". ideallement, simple, bon marche et compact. Un petit PCB avec quelques composants resistances/transistors et co ne poserait pas de soucis.

thanks D:
Google




     
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 27407

mercredi 30 juillet 2014 à 10:04:02     
pas très précis comme cahier des charges :

un moteur brushless ( avec contrôleur donc ) par définition est un moteur commuté et le courant instantané dépasse le courant moyen ... et qui doit tourner en continu

ensuite une limitation de courant , mais la solution du fusible n'est pas une limitation mais une sécurité qui coupe tout en cas de dépassement ...

tu as le polyswitch réarmable ...

la limitation PWM par le contrôleur ...

la sécurité par le contrôleur ...



donc en fait tu veux quoi ? une coupure nette et définitive en cas de dépassement
ou
une limitation a un courant max quelque soit les conditions ?
ou
une coupure en cas de dépassement et retour en fonctionnement au bout d'un moment sans intervention ?
moyen_moins


aka metalazzo | Anti²Bug
Messages : 10196

mercredi 30 juillet 2014 à 10:35:37     
PWM et régulation en courant.
Biduleohm


Membre
Messages : 666

mercredi 30 juillet 2014 à 14:40:17     
Le truc le plus simple que je vois c'est une résistance de très faible valeur (0.1 ou 0.01 Ohm par ex) en série avec ton moteur pour mesurer le courant, suivi d'un comparateur (n'importe quel AOP ira bien ici) et d'un relais câblé en auto-maintient
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

mercredi 30 juillet 2014 à 19:21:59     
Oui il faut que le courant soit coupe de la meme maniere qu'un polymer PTC le ferait, et si possible que ca reste couper jusqu'a ce que l'ensemble soit reset (power cycle de la PSU par exemple).

Ce que suggere bidule c'est un peu l'idee que j'avais (vu de loin ), mais comment choisir les composants c'est une autre histoire.
Biduleohm


Membre
Messages : 666

mercredi 30 juillet 2014 à 21:52:01     
Pour la résistance tu veux pouvoir passer 1.5 A donc exit la résistance de 1 Ohm vu que ça ferait une DDP de 1.5 V et 2.25 W de perdus... ensuite 0.1 Ohm ça ferait 0.15 V et 0.225 W; pour finir 0.01 Ohm ça ferait 0.015 V et 0.0225 W. Je pense que le meilleur compromis se situe vers les 0.1 Ohm (prendre une résistance de 1 ou 2 W pour être tranquille niveau dissipation et stress thermique)

Après, n'importe quel AOP ou comparateur fera l'affaire, un bon vieux LM741, LM331 ou encore un LM324 (t'en a 4 pour le prix d'un d'ailleurs ^^). Y'a vraiment aucune nécessité spécifique ici vu l'application.

Ensuite pour le relais ben un relais tout con 2RT (un contact pour l'auto-maintien et l'autre pour ton moteur) ira très bien

Je te fais un schéma d'ici peu
moyen_moins


aka metalazzo | Anti²Bug
Messages : 10196

mercredi 30 juillet 2014 à 22:52:44     
bah si ça doit tourner tout le temps, c'est quand même plus pratique de limiter le courant à 1.5A tout le temps non ?

dans tous les cas, faut une résistance en série de faible valeur qui agira comme shunt (qui donnera une tension image du courant sans créer une trop grosse ddp et une puissance dissipée raisonnable), comme dans ce que propose Biduleohm.
Biduleohm


Membre
Messages : 666

mercredi 30 juillet 2014 à 22:54:38     
Et voilà

Image

Le potar te permettra de régler le courant de déclenchement entre 0 et 4 A environ avec les valeurs que j'ai mis

Pour réarmer le circuit il suffit d'ouvrir l'inter marqué REARM (normalement fermé).

Message édité par Biduleohm le mercredi 30 juillet 2014 à 23:06:00
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 27407

mercredi 30 juillet 2014 à 22:56:54     
faut pas de pic de courant au démarrage sinon pouf =°
Biduleohm


Membre
Messages : 666

mercredi 30 juillet 2014 à 23:01:55     
Ah merde, j'ai complètement zappé ça effectivement...

Bon le plus simple c'est de rajouter un inter en // sur la résistance de 0.1 Ohm que tu fermes pendant le démarrage du moteur et que tu ouvres ensuite (c'est raisonnable dans le sens où d'après ce que j'ai compris tu t'amuses pas à démarrer le moteur toutes les 5 min). Sinon y'a moyen que je modifie le circuit pour avoir un truc automatique (m'enfin faut me donner le courant max pendant un temps X que doit supporter le circuit sans se mettre en sécu) mais du coup la complexité du circuit va forcément augmenter. A toi de voir ce que tu préfères

Message édité par Biduleohm le mercredi 30 juillet 2014 à 23:03:41
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 27407

mercredi 30 juillet 2014 à 23:07:49     
wé un double bouton poussoir ^^ c'est ma première idée ^^
Biduleohm


Membre
Messages : 666

mercredi 30 juillet 2014 à 23:14:33     
Yep, on peut utiliser un BP 1 RT au lieu de 1R pour SW1 et du coup utiliser le contact T pour shunter R4. Je vais faire un second schéma pour que ce soit plus clair

Edit :

Image

Message édité par Biduleohm le mercredi 30 juillet 2014 à 23:20:19
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

mercredi 30 juillet 2014 à 23:28:35     
QUOTE (moyen_moins) :

bah si ça doit tourner tout le temps, c'est quand même plus pratique de limiter le courant à 1.5A tout le temps non ?

dans tous les cas, faut une résistance en série de faible valeur qui agira comme shunt (qui donnera une tension image du courant sans créer une trop grosse ddp et une puissance dissipée raisonnable), comme dans ce que propose Biduleohm.

c'est un moyen de detecter que quelque chose de pas normal se produit, plus que pour limiter mon explication etait un peu ambigu
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

mercredi 30 juillet 2014 à 23:32:10     
kissa / bidule: merci bien, c'est effectivement ce don't jai besoin!!

quelques questions:
* si je n'ai pas le poussoir. qu'est ce qu'il se passe au demarrage? pouf? ca declenche le relais (donc ne demarre pas?) ou ca crame quelque chose?
* j'ai commande un shunt pour mesurer le courrant de demarrage a l'oscillo, le moteur est controlle en PWM et il a une belle rampe en vitesse au demarrage, donc a voir si vraiment le courrant de demarrage peut passer ma valeur acceptable max.
* assumant que je ne mette pas 12V au moteur, mais disons 9 ou 10. est ce que le systeme marche toujours ou est ce qu'il ne marchera qu'a 12V? (j'imagine que les variations de tension en entree vont faire varier la resistance de reference?

merci beaucoup
moyen_moins


aka metalazzo | Anti²Bug
Messages : 10196

mercredi 30 juillet 2014 à 23:32:49     
à quoi elle sert D1 ?
edit: elle limite la tension sur l'entrée - de l'aop ?
ouais, ça doit être pour pas dépasser 4A
edit: je filtrerai un peu avec une capa quelque part, soit sur la base du transistor, soit à l'entrée de l'aop, non ?
faut voir si c'est du bien stable ou du crado ce qu'il aura via R4

Message édité par moyen_moins le mercredi 30 juillet 2014 à 23:46:29
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 27407

mercredi 30 juillet 2014 à 23:48:13     
D1 -> Vf 0.6V I *R4 = ? référence simple ^^


en 10V t'aura tjrs une référence a 0.6V sur D1, après pour que ça disjoncte faut que ça atteigne la consigne réglée par rv1 ... ptete pas gagné , faire des tests ^^ comme c'est un brushless .
moyen_moins


aka metalazzo | Anti²Bug
Messages : 10196

mercredi 30 juillet 2014 à 23:55:56     
oui oui, j'ai réfléchi 2 min

edit: à 10v, ça marchera pareil qu'à 12V
suffit de vérifier que le lm741 prend entre 5 et 15v
ce qui a l'air d'être le cas.

Message édité par moyen_moins le jeudi 31 juillet 2014 à 00:00:46
Biduleohm


Membre
Messages : 666

mercredi 30 juillet 2014 à 23:58:24     
Ok alors je réponds à vos questions et après je mets une super version du schéma qui corrige le pb du courant de démarrage en ajoutant juste un condensateur

* si je n'ai pas le poussoir. qu'est ce qu'il se passe au demarrage? --> le circuit se met en mode sécu et coupe l'alim du moteur, rien de crame.

* j'ai commande un shunt pour mesurer le courrant de demarrage a l'oscillo --> une simple résistance 0.1 Ohm à 1 ou 2% 1 ou 2 W aurait suffit, j'espère que t'as pas trop dépensé pour le shunt à moins que ce soit de la qualité et que tu t'en resserve plus tard

* assumant que je ne mette pas 12V au moteur, mais disons 9 ou 10. est ce que le systeme marche toujours ou est ce qu'il ne marchera qu'a 12V? --> il marchera même avec 5 V (par contre il ne faut pas prendre un relais 12 V mais plutôt un relais 5 ou 6 V dans ce cas par ex), voir pourquoi à la réponse suivante.

* à quoi elle sert D1 ? --> à rien... nan plus sérieusement elle sert à créer une tension de référence. D'habitude pour ça on prend une zener ou même une référence de tension mais ici j'ai besoin d'une tension très faible (0.5 à 1 V environ) et il n'y a pas besoin d'être précis à 0.00001% donc une simple diode suffit (elle crée une ddp d'environ 0.6 à 0.7 V même si le courant (dans le cas présent la tension d'alim du circuit) varie beaucoup)

* ouais, ça doit être pour pas dépasser 4A --> non, elle crée une Vref de 0.6 V environ soit 6 A. Le pont formé par R2 et RV1 limite la plage de réglage à 0 - 0.4 V soit 0 à 4 A (on peut omettre R2 mais on pert en précision de réglage donc si RV1 n'est pas multi-tour ça risque d'être tendu pour régler le courant au poil)

* je filtrerai un peu avec une capa quelque part, soit sur la base du transistor, soit à l'entrée de l'aop, non ? --> pas bête (ceci dit sur le transos ça sert à rien, il commande juste le relais). On peut facilement rajouter un filtre passe-bas avec une résistance et un condo entre R4 et l'entrée de l'AOP.

Bon, maintenant le nouveau schéma qui résout le pb du courant de démarrage :

Image

Comme vous pouvez voir j'ai simplement ajouté un condo, il augmente temporairement la tension de référence lorsqu'on alimente le montage, j'ai fait une simu :

Image

J'ai simulé un courant de 10 A et une consigne à environ 2 A, j'allume le montage à t = 1 s sur le graph (courbe jaune). On peut voir qu'avec 47 µF t'as le droit à 10 A pendant environ 2.5 secondes. Plus tu augmente la valeur du condo et plus t'as le droit à un courant élevé et/ou pendant un temps plus long.

Message édité par Biduleohm le jeudi 31 juillet 2014 à 00:05:27
kissagogo27


Méchant Vieux Râleur
Messages : 27407

jeudi 31 juillet 2014 à 00:02:25     
le relais ne coupe que le moteur là , il faut donc mettre le contact du relais ailleurs si tu veux ta protection a l'arrivée du jus au premier démarrage mais aussi aux suivants par le BP , mais si tu le met ailleurs tu peux plus redémarrer au bouton poussoir
Biduleohm


Membre
Messages : 666

jeudi 31 juillet 2014 à 00:09:00     
Arf, t'as raison... j'ajoute le passe-bas sur R4 et je modifie pour tenir compte de ta remarque
moyen_moins


aka metalazzo | Anti²Bug
Messages : 10196

jeudi 31 juillet 2014 à 00:09:13     
C1, inrush : ok
par contre, lapin toujours le rearm, va falloir que j'aille me coucher...
edit: la capa en entrée ou en sortie de l'aop, je pense que l'effet est le même : tu filtred un pic avant la mesure ou avant l'activation du transistor il me semble non ?

Message édité par moyen_moins le jeudi 31 juillet 2014 à 00:12:42
Zytrahus


:ouch:
Messages : 20039

jeudi 31 juillet 2014 à 00:19:50     
thanks
jai besoin de rearm, quand ca se produit il faudra debrancher le tout, donc pas besoin dans mon application.

question bette, le relais c'est un standard? il est juste double?
moyen_moins


aka metalazzo | Anti²Bug
Messages : 10196

jeudi 31 juillet 2014 à 00:22:51     
un bête on off sur le 12V avec un inter pour le refaire partir, me ferais pas chier
Biduleohm


Membre
Messages : 666

jeudi 31 juillet 2014 à 00:22:52     
Voilà, le inrush est toujours pris en compte, même quand tu réarme avec SW1, et j'ai rajouté le filtre sur R4 (j'ai pris ces valeurs parce qu'il y a déjà des composants avec ces valeurs dans le circuit, ça simplifie la liste des courses et ça fait faire des économies au passage, ça donne une Fc à 14 Hz environ, je pense que c'est assez bas pour virer toutes les merdes potentielles)

Image

la capa en entrée ou en sortie de l'aop, je pense que l'effet est le même --> non car ici on est en mode comparateur et non pas amplificateur, tu peux considérer la sortie comme celle d'une porte logique, soit 0 soit 12 V, y'a rien à filtrer. A noter que dans le cas d'un ampli on peut effectivement filtrer où on veut mais en général on préfère filtrer en amont où y'a pas de puissance à passer

Edit : le relais c'est un standard? il est juste double? --> tout ce qu'il y a de plus standard, c'est un relais 2RT (ou DPDT en anglais)

Message édité par Biduleohm le jeudi 31 juillet 2014 à 00:26:17
moyen_moins


aka metalazzo | Anti²Bug
Messages : 10196

jeudi 31 juillet 2014 à 00:37:51     
SW1 il est normalement fermé non ?
Google




     
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