Variateur de frequence pour moteur monophasé

[Forhorse]

Au hazard d'un surf hier soir je suis tombé sur une note d'application mircrochip qui m'a beaucoup interessé.

C'est les plans et le firmware pour construire un petit variateur de frequence (variateur de vitesse) pour moteur monophasé.
A première vue les composants sont trouvable en france et la realisation ne me semble pas compliqué outre mesure.
Outre l'avantage de pouvoir faire varier facilement la vitesse d'un moteur mono ce montage permet aussi de supprimer le classique condensateur qui sert à le faire tourner et qui est très souvent une cause de panne.
D'après ce que j'ai compris une petite modification du firmware permet d'alimenter un moteur triphasé.
C'est limité à un moteur de 2.2Kw maximum, mais c'est déjà pas mal et je me dis que ça interessera peut être certains bricoleurs.

Je n'ai pas le temps actuellement de me pencher plus sur ce projet, je garde ça au chaud pour plus tard. Mais je voulais partager avec vous cette petite decouverte.
https://www.econologie.com/fichiers/partager2/1283849662vKhTYN.pdf

Cette note d'application et les codes source du firmware peuvent être retrouvé sur le site de microchip

Dès que j'ai le temps je me penche serieusement sur le projet car la construction d'un petit variateur de frequence m'a toujours interessé. Et pourquoi pas proposer ensuite ici un petit kit avec composants et circuit imprimé à ceux qui voudraient construire se genre de variateur mais qui n'ont pas forcement les connaissance ou le materiel pour le faire soit même.

[quartz]

Bonjour à tous,

Juste une petite mise en garde vis à vis du système,
Dans la majeur partie des cas Les moteurs asynchrones monophasés à condensateur n'ont pas deux bobinages strictement identiques.
L'utilisation d'un condensateur sur une des deux phases permet de donner, plus une indication de sens de rotation au démarrage plutôt qu'un véritable couple.
Le courant maximal sur la phase alimenté par le condensateur est pratiquement moitié moins que la phase principale,
à une vache près, ça dépend des moteurs et des leurs utilisations.

Concernant le condensateur de phase il sera effectivement supprimé,
en revanche tu va avoir besoin de condensateurs de lissages après redressement du secteur.
Pas bon marché non plus, en moyenne il faut compter environ 500µF pour un bourrin de puissance.
Arrondi à 470µF qui est une valeur normalisée, le tout sous 400 à 450V, renseigne toi des couts.

Cela dit l'idée est tout de même pertinente, merci pour la datasheet qui est bien faite.

A+

PS: Page 15 en bas à droite du document, il y a un petit schéma qui montre les deux phases l'une est Main l'autre Aux, donc ils en tiennent compte c'est un bon point.

[chatelot16]

interessant , mais il n'y a aucune information sur les transistor de puissance et encore moins sur le principal : interface entre pic et transistor

la commande des 3 transistor du bas est facile : il suffit d'amplifier un peu

pour les transistor du haut il faut un circuit d'isolement car il se baladent completement en tension : pour moi ca sera 3 transformateur

certain prefer isoler completement le pic : ca demande 6 transfo de commande des transistor et aussi des system isolé pour mesurer les tension et les courant

je prefere mettre la masse du pic a la masse du pont de transistor


cette note d'aplication est interressante mais ne donne vraiment pas le principal

[quartz]

OUPS !!

[quartz]

Pour ce type d'appli le mieux est d'utiliser des IGBT, piloter par des optocoupleurs.
Une info importante sur les optocoupleur est que leur mode de pilotage doit être par court circuit de la diode d'entrée,
je m'explique dans une application basse tension, il suffit d'injecter un courant dans la diode d'entrée de l'opto, il est commandé en sortie,
ensuite on coupe le courant d'entrée et il se met off en sortie.
Lorsque l'on est dans des application haute tension et courant important,
Lord de la mise off de l'opto il se produit un train d'ondes produisant des harmoniques de commutations assez importantes.
Ces harmonique sont suffisamment puissance pour remettre en conduction l'optocoupleur par couplage capacitif en interne du CI.
Et là c'est le drame.....les deux totors conduisent en même temps, donc courjus.
L'astuce est de court-circuiter la diode d'entré pour mettre l'opto off.
passez voir là en page 13 vous allez comprendre mieux, la figure 22 vous montre ce qu'il ne faut pas faire.
Les figures 21 ou 23 en revanche, permettent de stopper toutes tensions naissantes au bornes de la diode d'entrée,
naturellement éteintes par la commande qui est un court circuit.

A+

[chatelot16]

les optocoupleurs transmettent l'information mais pas la puissance

il faut donc aussi pour chaque transistor un circuit d'alimentation isolé pour alimenter l'ampli qui suit le photocoupleur

c'est pour cela que je prefere les bon vieux transfo , qui font l'ensemble du travail de facon fiable ... bien sur ce qui facilite les chose c'est que je fait mes bobinage , donc ca me permet de faire exactement ce que je veux

pour les faible puissance , je prefere les vrai mos fet : avec un rds on suffisament faible on a moins de chute de tension que les igbt et ca evite de mettre des gros radiateurs

autre remarque : dans mes depanage de materiel industriel je constate que les photocoupleur sont des point faible souvent defectueux : les transfo d'impulsion sont eternel ...

[Forhorse]

Regadez mieux le schéma...
Les transistors de puissance utilisé sont des IGBT sous la forme d'un pont triphasé et de sa logique de commande.
IRAMS10UP60A (35€ HT chez farnell, 26€ chez Radiospares)
Il n'y a vraiment aucune mise à point à faire soit même, tout est indiqué.

[chatelot16]

quartz ton optocoupleur contient l'ampli pour commander directement l'igbt

je prefere separer les fonctions : un optocoupleur simple pour isoler et quelques transistors pour amplifier

[quartz]

Perso je bosse avec des optos qui passe 2A en pic pour commander des IGBT de 70A sous 600V et ça marche depuis bien longtemps.
La datasheet dont j'ai mis le lien montre un opto driver de ce type justement.
Cela dit le transfo fonctionne très bien également, peut être moins simple à trouver pour le particulier en revanche.

Les mosfet sont historiquement plus fragile que les IGBT c'est d'ailleurs des IGBT qui sont utilisés en se moment dans le ferroviaire de dernière génération.
La chute de tension aux bornes est de plus en plus faible et la dissipation très faible.
Le varaiteur de fréquence jusqu'à 5KW n'ont pas de dissipateurs.

Les mosfet sont de plus en plus solide avec des rdsON en chute libre.
Pas de dissipateur également jusqu'à des puissance relativement élevé.
Après, tout est affaire de cout et de disponibilités de composants.
mais les technologies se valent.

A+

[chatelot16]

je n'avais pas compris ca : tout est dans le meme module isolation , commande , et 6 IGBT

quelle horreur ! on fait comment pour depanner ca ?

je refuse de melanger puissance et commande ... bien sur a 26 euro chez radiospare , ca gache un peu le metier , tout en composant separé reviendra peut etre au meme prix , mais dans 20ans le circuit a composant separé sera encore reparable , alors que le module sera introuvable

je depane regulierement des variateur a thyristor construit en 1975 : on peut toujours y mettre des composant compatible ...

et il n'y a pas forcement besoin de 2kw : avec des composant separé on peut choisir des mosfet moins cher pour des faibles puissance