Piloter un BLDC en vitesse dans un labo

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hireegy
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Piloter un BLDC en vitesse dans un labo

Message par hireegy »

Bonjour à tous,

Ce message a été ma raison de mon inscription ici. J'ai récemment acheté un moteur vendu comme "waterproof" pour bateau RC, indiqué conçu pour 10 bars (100 m). Il s'agit d'un BLDC (3 fils, blanc rouge et noir, signal induit sur l'oscillo sur n'importe quelle paire lorsque je tourne l'arbre lentement à la main), je dirais 12 pôles en comptant les positions où l'arbre "clique" en place magnétiquement. Bien sûr il y a très peu d'infos sur ce modèle chinois sur le net (je ne sais pas si je peux poster le lien). Je veux donc dans un premier temps tester la véracité de sa résistance à la pression sous l'eau avec une manip ad hoc.

Concernant la commande, le moteur sera détourné de son usage car je l'utiliserai pour faire tourner une turbine spécifique immergée dans l'eau dans un container sous pression à justement 10 bars. Je dois faire tourner la turbine entre 150 et 1000 rpm, +-100 rpm. Le moteur est prévu pour tourner jusqu'à 8450 rpm. Il est en 24 V, kV de 360 environ, 11.7A max. Je dois donc le faire tourner entre 1.7 et 11.8% de sa vitesse max, par pas de 1.2%. Le contrôle en vitesse est important car la turbine ne sert pas à de la propulsion ou de l'agitation, mais à un autre usage très sensible à la vitesse.

Je trouve des ESCs sur le net, et j'aurais trois questions:

1) il n'est presque jamais précisé si les ESC sont contrôlés de manière analogique ou numérique. En d'autres termes, si l'on allonge l'impulsion de commande entre 1 et 2 ms progressivement, est-ce que la vitesse va augmenter sans à-coup, ou est-ce qu'il y a un petit nombre de niveaux pré-réglés et qu'on ne peut pas régler une vitesse intermédiaire?

2) Existe-t-il des ESC inclus dans des boitiers de type "laboratoire" avec:
- des fiches banane en entrée pour le 24 V DC
- un interrupteur on/off
- un potentiomètre, ou à défaut, une prise USB et un programme gratuit pour contrôler la puissance de l'ESC depuis un ordinateur. S'il faut un circuit pour convertir le signal d'un potentiomètre en impulsions de 1 à 2 ms, l'idéal serait que cela soit inclus dans le boitier.
- un rating au moins IP53 et si possible IP65 pour le boitier (nous avons pas mal d'eau autour de notre prototype)
- malgré le rating IP, une assurance qu'il n'y aura pas de surchauffe (ventilation, ou radiateur en alu de taille suffisante monté à l'extérieur du boitier)?

En effet, je trouve beaucoup d'ESC en format "carte avec des fils" sur le net, mais pas de boitier avec tout dedans, déjà fait. Vu la diversité de l'offre en ESC, cela m'étonne un peu, j'ai peut-être raté quelque chose.

3) Existe-t-il, à défaut, de petits variateurs de fréquence (de vrais variateurs qui émettent trois signaux sinusoïdaux déphasés de 120°) sur lesquels on puisse:
- facilement brider la tension à 24 V ou le courant de sortie à 11 A pour être sûrs de ne pas endommager le moteur
- et, qui soient conçus pour un environnement IP, si possible sous format "générateur de labo" qui peut être installé sans l'intervention de professionnels?

Le dernier variateur qu'on a acheté a dû être installé par une entreprise externe pour être compatible avec les directives de sécurité contrôlées par l'APAVE. Nous voulons, bien sûr, à tout prix éviter ça pour un petit moteur 24 V.

Et même question que sur les variateurs, je suis vraiment surpris d'avoir autant de mal à trouver un générateur de labo sortant du "petit triphasé" à fréquence variable bridé à 24 ou 48V. Ai-je raté quelque chose?

Je m'arrête là car le message est déjà long. D'avance merci pour votre aide.
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JiPeheL
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Re: Piloter un BLDC en vitesse dans un labo

Message par JiPeheL »

Bonsoir et bienvenue sur le forum.

Vous pouvez poster des liens si ce n'est pas pour faire de la pub. La vitesse d'un BLDC dépend du contrôleur (ESC), lequel reçoit une commande consistant en une impulsion de 1 à 2 millisecondes répétée toutes les 20 ms. Les ESC sont maintenant tous numériques, contrôlés par un µC (processeur AVR, 805x ou plus rarement PIC et encore plus rarement un STM32) et la résolution est de l'ordre de la microseconde. Il existe deux types :
1) le type "avion", unidirectionnel, avec une vitesse zéro moteur pour une impulsion de 1 ms et, évidemment le max pour une impulsion de 2 ms.
2) le type "auto" ou "bateau", bidirectionnel pour lequel la vitesse zéro moteur correspond à une impulsion de 1,5 ms et max en avant pour 2 ms, max en arrière pour une impulsion de 1 ms.

Il y a pléthore de schéma et de programmes pour commander ces ESC via un Arduino depuis un PC mais il existe bien sûr des petits modules tout faits pour un prix dérisoire. Le premier prix commence à environ 2€ mais il n'y a pas d'affichage de la durée d'impulsion. J'ai ce genre d'outils pour à peine plus cher :
https://fr.aliexpress.com/item/40004251 ... hweb201603_

Mais il n'y a pas que le modélisme. Avez-vous pensé aux contrôleurs pour vélos électriques ? Ceux-là sont directement commandés, dans le meilleur des cas, par un pseudo potentiomètre à effet Hall qui délivre une tension 0-5V (pas d'usure) et souvent un simple potentiomètre qui remplit la même fonction. Ces contrôleurs sont très bon-marchés (*) mais nécessitent souvent des moteurs un peu particuliers avec capteurs Hall, ce qui permet les bas régimes. Seul problème, c'est que ces contrôleurs sont prévus pour des puissances "légales" de l'ordre de 250 W mais en cherchant un peu, on peut trouver jusqu'à plusieurs kW (une centaine !), c'est évidemment *beaucoup* plus cher. Mais c'est aussi *beaucoup* plus fiable. Pour un usage pro, je vais faire un peu de pub pour l'entreprise de mon fils : voir https://www.green-vision.fr/

Quand on utilise la FCEM de la phase non alimentée du moteur, il faut que ça commence à tourner, c'est pourquoi les ESC qui utilisent cette technique font "frétiller" le moteur au démarrage pour déterminer la phase et ne peuvent pas faire tourner le moteur très lentement (au moins de l'ordre de 200 à 300 t/mn). Beaucoup, si ce n'est tous les ESC, lancent le moteur en aveugle et se calent en phase quand la FCEM devient suffisante (il suffit de détecter le passage par un zéro fictif de cette FCEM). Pour les vélos (trotinettes, skate-boards, etc.), ça se traduit par l'atteinte d'une certaine vitesse à la force du mollet avant que le moteur soit alimenté.

(*) Exemple : https://fr.aliexpress.com/item/17905442 ... hweb201603_
Cordialement, JiPeheL
Bien faire et laisser braire.
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