Modification Haulin ELB 5024 Optimisation à servo-moteur CC

[Bocopo94]

Retour sur le servomoteur:
- moteur à courant continu = variation de vitesse à faible coût,
- pas de bobinage d'excitation = pas de pertes joules inducteur,

Maintenant qu'il est monté sur le tour, il lui faut une source d'alimentation en courant continu, le courant alternatif ne lui convient pas car le flux magnétique du stator est fixe et ne saurait fluctuer.
Si pour essayer sans risque, on l'alimente en 50Hz au 1/10 de sa tension de service, l'induit va se mettre à vibrer à 50Hz tout en étant immobilisé, c'est tout.
Comme on cherche la souplesse 100%, il nous faut d’abord une source de courant alternatif variable, l'idéal étant le Variac qui est un autotransformateur variable de 0 à 120% de la tension secteur, mais il y a aussi des autotransformateurs à plusieurs prises intermédiaires de sortie un peu moins souple mais fait bien le job aussi.
comme celui-ci qui m'a servit pendant de longues années :

ensuite il faut redresser ce courant avec un ou 2 ponts de diodes en // (coût 3€) monter sur radiateur quelconque et le filtrer avec un condensateur électrochimique de forte valeur (coût 10€) avec tension de service en rapport au moteur.
Donc si on résume il ne faut que 3 composants simples :
-Le Variac
-le pont de diodes
-un condensateur

20A le Variac, soit 5kW, de quoi êtres tranquille pour un Haulin ! ...qui peu le plus peu le moins...

Je vous assure qu'avec autant de simplicité et surtout de robustesse vous êtes paré pour 15 ou 20 ans de service.
Il n'y aura pas de réglage, pas de comportements louches comme avec les inverter mono-tri, pas de composants critiques ou non réparable comme les CMS, pas de composants qui vieillissent, pas une variation de vitesse de miséreux lié à la fréquence, mais à la tension ...
En fait on est très très loin de la complexité interne d'un variateur mono-tri...
ici on est sur deux fils + et -, tout est plus simple, interrupteurs, inverseurs, tout est moins cher de ce fait;
et si on sort ses "antennes" on trouve tout à vil prix et si on est pressé on achète neuf à petit prix quand même. (capture bay d'avril 2020)

 

[Bocopo94]

Du Variac:
Dans l'entrepris où je bossais, j'avais beaucoup de copines...et parmi celle qui me plaisaient beaucoup, il y avait les bennes à ordures ! avec régulièrement des trésors en bon état livrés aux intempérie .
C'est pas possible d’imaginer tout ce qui peut ce jeter dans une entreprise qui a de la bouteille, quand elle doit faire de la place...
Donc un jour je récupère un beau Variac 115V 20A, pas abimé, c'est déjà lourd, mais à l'autre bout de la benne il y en avait un deuxième moins accessible.
Je rentre, puis je me dis, c'est du bon matos mais c'est du 115V...
Mais tout de même il y en a un deuxième... y a peu être moyen de trouver une configuration pour les patcher ensembles sur le 230V (chez moi c'est 240V)
voici l'assemblage :

En arrière plan avec le condensateur jaune, le radiateur avec avec ses 2 ponts de diodes capable de 70A - En service depuis 25ans

--------------------------Assemblage des deux Variac--------------------------------pré montage de test pas forcément fonctionnel (ne pas imiter)

Montage en service actuellement, depuis 2012 ce qui n’empêche que la fixation de la face avant en plexiglas n'est pas terminée...tsss...
Voila un beau Variac capable de fournir 5600W - comme quoi, vive la récup !

 

[Bocopo94]

Câblage de "l'armoire électrique" :
Pour des raison de commodité, j'utilise l’armoire existante sur laquelle le tour est posé... le rail et autres composants sont câblés au revers de la porte, chaque élément y compris le rails y sont fixés à l'aide d'aimants néodyme ou bien d'aimants souples adhésifs.
On ne peut rêver mieux comme modularité et mobilité, tout est accessible, se démonte d'un geste ou s'écarte pour laisser la place un autre composant, faut bien être innovant !

cablage en l'air ou au sol ! c'est comme vous voulez !............... Le pont de diodes 70A de 1992 est recyclé ici, j'ajouterai un neuf à la fraiseuse.

 

[Bocopo94]

Fonctionnement succinct :
Un relais à bobine 24V reçoit dans ses contacts le courant du Variac qui va au pont de diode qui alimente le servomoteur, sur ce chemin se trouve un inverseur bipolaire de marche AV - AR (en l'occurrence il est tétrapolaire)

Les 24V qui alimente la bobine du relais et le frein, suivent un parcourt particulier, car ce courant doit franchir toute la chaine des "interrupteurs de sécurité" câblés en série soit : Switch pédale, Arrêt d'urgence, butée fin de course du trainard pour filetage normal, les trois sont passants au repos.
Qu'un seul de ces trois contacteurs soit actionné, le relais décroche, le courant du Variac est coupé, le frein à manque de courant n'est plus alimenté non plus et le moteur s’arrête instantanément.
Par contre il n'y a pas de réarmement (en suppriment la cause, le tour redémarre) ce qui peut être gênant pour l'action sur pédale mais ne l'est pas pour les deux autre fonction; pour l’arrêt coup de point, lui reste enclenché évidement et pour la butée fin de course, le trainard ne va pas bouger tout seul non plus...ce qui permet d'intervenir sur la cause de l’arrêt.

Remarque: je pense que les freins des servomoteurs sont conçus surtout pour immobiliser le moteur à l’arrêt car les vis à billes qu'il actionnent le plus souvent, elles, sont réversibles.
On pourrait améliorer le freinage en court-circuitant l'induit qui est générateur de courant à ce moment là en le faisant débiter sur une résistance de faible valeur, ou bien en injectant un courant contraire, mais les commandes temporisées et les synchronismes a gérer serait une bien grande complication.

 

[Bocopo94]

Réalisation du tableau de commandes déjà surnommé par des contributeurs observateurs "tableau de bord d'Airbus A380" !
Bon, avec 4 boutons, nous sommes tous pilotes alors !

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Première monte :
Le tableau est fixé par le remplacement de la TCH M8 de la base fonte par un goujon M8 et à droite une TCH M5 dans les 12mm de la paroi. le dessous est muni d'entretoises ad-hoc d'environ 30mm.

On trouve le compte tour, l'arrêt marche 220v, l'Arruz, l'inverseur de marche sans son manche, un interrupteur versatile bas, il annule le Switch fin de course pour désengager le trainard après avoir mis l'inverseur dans l'autre sens. au-dessus on trouve le voyant de mise sous tension, un interrupteur d'éclairage et un autre pour la pompe que je n'ai pas. pour la signalétique il faudra que trouve une solution simple, je ne re-démonte rien ! le bas des interrupteurs seront protégés.

 

[Bocopo94]

Comment se faire un bel inverseur bipolaire type joystick ?
Celui que j'utilise provient de surplus américain, le levier de manœuvre est très ferme, et c'est ce qu'il faut absolument.
Il provient de la même source que les condensateurs cité plus haut (Cotatel) mais je doute qu'il en reste encore ...c'est un tétrapolaire.

La profondeur du perçage à son importance car comme c'est conique, le levier de manœuvre doit venir en buté dans le fond du trou.
le manche en laiton est a fabriquer, l'extrémité coté vis de serrage est rayonnée.

 

[rabotnuc]

bonjour,
très intéressant. Je ne sais pas si c'est si facile (et peu cher) de trouver un servomoteur comme le votre?

 

[Bocopo94]

Bonjour,
Sincèrement, si vous n'avez pas un bon plan récup à l’œil ou presque, ou à réparer, genre refaire les roulements, ce n'est pas jouable.
Les prix sont très élevés même en occasion et dépassent, facilement le prix de nos machine... et neuf certain valait le prix d'une voiture !

Par contre trouver un moteur à courant continu est tout à fait possible à petit prix, j'en ai déjà vu passé plusieurs fois en 2Cv et du bon matériel mais sans le frein.
Le problème des sites de ventes, LBC, la bay etc,,, ce sont les filtres... vous vous payez tout les jouets et plus dans vos recherches !
il faut sortir ses antennes, vides greniers y compris ! (on n'est pas gâté en ce moment...)
j'avais pensé aux moteurs de traction type Fenwick je pense qu'ils ont la puissance qu'il nous faut mais sans doute en 48V, à creuser...
Un conseil : s'il est à aimants permanents, ne sortez jamais l'induit
Bonnes recherches
Cdlt

 

[rabotnuc]

Bonjour,
Oui, c'est pas donné. J'ai regardé un peu sur ebay: les étiquettes et les descriptifs de servomoteur ne sont pas toujours très clairs , on a l'impression que ce n'est pas normalisé, contrairement aux autres moteurs electriques?

 

[rabotnuc]

Dans quoi trouve t'on des moteurs à courant continu de cette puissance?

 

[simon74]

Moteur de tapis de course, peut-etre? Ils vont jusqu'au 4cv, voir plus.

 

[Bocopo94]

on a l'impression que ce n'est pas normalisé, contrairement aux autres moteurs electriques?

C'est un peu vrais, déjà faut séparer les 2 familles ; ceux à collecteurs + balais et les brushless, sans.
ceux à collecteurs sont de fait plus anciens car on en fabrique moins ont les distinguent extérieurement avec la présence de capuchon sur l'arrière, le mien en a 4. les brushless embarquent ou nécessite à l’extérieur une gestion électronique ce qui les rendent aussi plus chers. pour faire court, la différence entre les deux c'est : les brushless on l'aimant qui tourne et le stator est piloté et ceux à collecteurs ont leurs aimants fixes comme stator et l'induit tourne en envoyant le jus au collecteur, ils sont plus simples car ce sont de gros jouets et ressemblent en tout points au plus petits des jouets !
Coté normes, les famille de brides, sorties d’axes et Ø, existent, (le mien est monté sans modif sur la boite Haulin, sauf le bi-clavetage) les affichage sont variables et différents, souvent on ne trouve que u - i et le couple en Newton/m

Dans quoi trouve t'on des moteurs à courant continu de cette puissance?

On en trouvait beaucoup dans les ascenseurs, monte charge, traction en tout genre, le Métro, voiture électrique ... surtout des moteurs shunt pour leur couple de démarrage sans commune mesure à celui des asynchrone et partout ou on veut une grande variation de vitesse. dans le médical aussi.
Depuis 20 ans ils ont envahit nos machines à laver ! les asynchrones bi-vitesses ont disparu ! mais sont trop faiblards pour nous quoique...
ils sont moins fréquents que les asynchrones mais en réalité c'est pas ce qui manque et faut pas chercher bien loin...
Bonnes chines !

 

[rabotnuc]

bonjour,
un moteur de machine à laver de ce type permettrait il d'entrainer un petit tour d'établi? c'est quelle puissance, 500w environ ?
Une dernière question: dans les caractéristiques, on voit effectivement le couple en n/m , quel est le minimum semblant nécessaire pour un petit tour (hdp 100, paliers bronze, poulies plate triple, harnais) ?
J'en ai un qui traîne dans un coin, ma machine à laver à rendu l'âme et attend la fin du confinement pour filer à la poubelle, le moteur est encore bon.

 

[Bocopo94]

Oui pour la puissance on est dans ces eaux là, ce qui n'est pas bézef mais resterait utilisable en fonction des rapport de poulie mis en route et du boulot demandé. faut garder en mémoire que les tours à paliers lisses et courroies plates, genre Schaublin, Boley, Précis et Cie, ont des rendement médiocres dans la transmission du mouvement, tu peux retirer 7 % par palier, et les courroies pareil ,,, si on additionne tout,,, au bout du mandrin il ne reste plus grand' chose de disponible.
Là, je ne parles que des 500W. mais là où ca va pas du tout c'est sur la vitesse, c'est moteurs tourne très vite, trop vite !. mais récupère le, après tu aviseras...

 

[Bocopo94]

couple en n/m , quel est le minimum

j'suis obligé de faire une réponse de normand, car c'est un paramètre lié aux différentes familles de moteurs. plus y en aura mieux ce sera évidemment, les plus coupleux seraient les moteurs à induit plat et les moteurs shunt, le moteur série a du couple mais il s’emballe... les deux paramètres à surveiller dans nos applications c'est la puissance et le Nbre de tours, au delà de 3000t/mn faut voir ailleurs...
Les moteurs asynchrones ont du couple, mais une fois démarrés !

 

[Bocopo94]

Après le tableau de commande et les interrupteurs, je dois choisir un switch de fin de course pour le trainard...voyons voir le choix disponible

Hummm ! Beaucoup de Crouzet et du secteur aéronautique déclassé... poubellisé (c'est dans le prix des billets !)
C'est l'endroit où je vais le mettre qui va conditionner la taille, la forme et sa fixation, si on fait le tour du tour on n'a que l'embarras du choix, le tout c'est de trouver l'endroit fonctionnel ...
Finalement après des jours de pour et contre, je choisis d'utiliser l’existant, ou du moins de le prolonger la barre butée par un appendice électrique; donc il me faut du petit, discret de bonne facture.

et le gagnant sera : au 1er plan un micro switch Honeywell super matos 100% métallique qualité aéro, si si même dans cette forme ça existe y compris la partie joint mobile.

 

[Bocopo94]

Réalisation de la butée électrique amovible :
Elle vient se positionner par son alésage à l’extrémité de la butée existante coté trainard pour fileter et se positionne de l'autre coté,
"au parking", pour l'usage normal de la butée en débrayage automatique Haulin de chariotage.
La fixation est obtenue en vissant un bouton moleté.
L'avantage de cette disposition est de ne pas rajouter au tour un système de butées réglables.

Mise en situation non câblé, cette disposition près du tableau de commande est très avantageuse, et c'est bien pour cette raison que cette configuration a été retenue au départ. L'autre solution : installation du switch fixe sur le trainard aurait été plus compliquée à concevoir sur l'aspect "amovible" et de toute manière il y aurait eu un câble qui lui resterait toujours mobile avec le trainard je pense que cette configuration est la plus gênante des deux.

Quelque temps plus tard : au parking, le switch à été recâblé avec du fil téflon top qualité aéro.
Pour mémoire; il coupe le 24V de la bobine du relais et du frein. Coté trainard notez le contact avec la barre butée à droite, il est remplacé par une vis dans une goupille taraudée, pour évitez l'approximation du déplacement manuel de la barre, en tournant la vis, cela permet la précision du point d’arrêt (pour les observateurs perspicaces : mon petit chariot est très souvent incliné !...) il reste a mettre un tampon de sécurité en caoutchouc dur devant le switch, car le contact est frontal et risqué hors fonctionnement auto. revoir le système de la vis sur la goupille fait à la hâte et le lien des 2 fils à revoir aussi pour éviter qu'ils se baladent séparément. Mais à ce stade cela fonctionne !

 

[RipCurl]

Salut Bocopo94,

Quand tu auras fini, j'aurai besoin de tes services pour construire un Rafale!
A+

 

[Bocopo94]

Salut RipCurl !

J'ai assez donné dans ce secteur, maintenant je lève le pied !
Mais en mutualisant toutes les énergies, les machines, les neurones du site, je pense qu'un Rafale à pistons est à notre portée !!
La certification est envisageable en 2082 !
A+

 

[Bocopo94]

Installation d'un compte tours :
Un compte tours pour quoi faire ? D'abord en usinant des matériaux durs, des aciers THR, certains bronzes au nickel où la marge des paramètres de coupe pour la survie de l'outil sont très minces, c'est bien utile puisque la vitesse est un de ces paramètre qu'il faut connaitre...
Matériaux durs ? mais pas que ! "les mous" sont critiques aussi ! le plexiglas l'est , car il "brule" ou bulle en surface, étant isolant il évacue très mal les calories de la coupe et si on veut finir par un polissage optique et qu'on a pas géré le phénomène, la pièce va au bac. donc un petit compte tour chinois à quelques zeuros sera le bienvenu pour noter les paramètres et les reproduire plus tard.
il y a bien les comptes tours nomades qui tiennent dans la main, mais si c'est pour qu'il reste dans sa boite c'est pas la peine !
il est clair que pour quelqu'un qui a de l’expérience, 90% des réglages se font au feeling, sans calcul ni 300.VC/D
C'est pour les 10% restants que je veux cette mesure.

Comme capteur on peut utiliser un ou des aimants qui se mouveront et une bobine fixe quelconque, de relais par exemple, l'impulsion électrique est comptée par le compteur, j'ai fais des essais fonctionnels. mais pour simplifier j'ai opté pour un capteur à effet Hall il est alimenté par le compteur et retourne un signal rectangulaire fiable.

Premiers essais avec une bobine de relais basse tension comme générateur de signaux, le néodyme est dans le mandrin de 16
le signal rendu est une sorte de sinusoïde ce que n'aime pas le compteur qui préfère les fronts raides, en dessous de 40tr la réponse devient variable, comme je veux une resolution à partir de 20tr, je dois monter un capteur à effet Hall. à part ce détail la demo est allé jusqu'à 2000tr sans problème et vérifiè avec un compte-tour mécanique .

 

[Bocopo94]

Une intégration pour rien ...
A la place de la rondelle qui maintient le pignon d'entrée de boite, j'ai voulu la remplacer par une nouvelle muni d'un aimant, c’était un bon endroit, certes mais mal cogité... car si il y a une vis tête fraisée à cet endroit, c'est qu'il y a une raison ! le carter vient ramponner dans mon truc ! donc aux oubliettes ...

Il y aussi la poulie de sortie de boite comme candidate , mais des mesures (un coup de marqueur !) on montrées que la vitesse est différente de celle de la broche et je préfère la protection du carter; il suffira d'insister sur la conception...
Le bon endroit c'est là, mais ric-rac car les aimant sont meulés pour ne pas toucher le carter et les engrenages.

les aimants sont monté sur entretoises pour que leur champ magnétique "attrapent" le capteur Hall qui sera fixé au carter.
Il y en a 2 car le compteur est programmable et on peut lui rentrer une valeur de division. Dans notre cas c'est pour améliorer la précision des mesures aux petites vitesses, 2 bip pour un tour.

............................Ça tient tout seul !............................................ Là je ne peux plus le cacher, il y avait en même temps une opération de "remise en Huile" du carter de lyre, à la place de la graisse, faut dire que sur le Haulin à part la broche, le graissage est minimaliste voir rase bonbon pour les huiles... donc à gauche : le capteur Hall, le trou de remplissage, puis le trou de vidange qui fonctionne avec un accessoire décrit plus loin, lui aussi est magnétique !
Perçage taraudage, blanchiment des surfaces, vis TCH inox et joints klingérite

 

[Bocopo94]

Étanchéité du carter avec du joint élastomère à boudin extra souple, dans les virages il est coupé à mi-cuire.
Un petit nettoyage du témoin de graissage pour le remettre à neuf et garder l'original.

Fermeture et nettoyage en rotation de la boite avec du pétrole vite fait, purge avec le petit accessoire, goulotte de purge.
La goulotte est magnétique, la ferrite fait Ø32 et le tube 16, elle se plaque autour de la vis bouchon il y a un embrèvement pour le joint, la clé allen rentre à travers la goulotte et en ressort avec la vis... tout un programme !
Remplissage le lendemain à la Vactra 2. ça fait moins de bruit impec !

 

[Bocopo94]

Voici quelque infos techniques sur le compte-tours et le capteur à effet Hall.

Certains aspect du sujet on été traités sur le site en 2013 sur le compteur YM5135FR c'est aussi ceux que j'utilise.

Configuration Compte tour YM5135

Bonsoir à tous, Je compte sur la chance pour avancer sur un petit problème. J'ai équipé mon tour CQ6125 d'un afficheur de Réf YM5135FR couplé à un capteur inductif, il fait compte tour et fréquencemètre. L'afficheur L'afficheur verso Tout fonctionne comme je le souhaitais MAIS l'affichage...

www.usinages.com

Les prix ont bien baissés depuis, et j'ai acheter les 5 capteurs 11€ franco de port - le besoin était de 2 unités (5 au même prix que 2x1) le lot de 4 compteurs se trouve actuellement à 14 US$ franco...
je complète ici les questions restées en suspend sur les capteurs.
Pour éviter le digit après la virgule dont nous sommes sans usage, (sauf qu'il sert à programmer !) optez pour un compteur à 4 digits ALD 5. comme la réf CF5135B. pour les recherches utilisez: Digital Tachometer ou digital speedometer.

YM5135FR

Il n'y a rien de critique dans cette installation car pour l'alimentation, le compteur fréquencemètre ainsi que le capteur ont de larges tolérances de même que la distance de comptage s'étend de 2 à 15-20mm selon la force de l' aimant néodyme. le résultat est fiable.

Après maintes recherches, le NJK-5002C Hall sensor switch se trouve être réputé, c'est une copie d'un capteur Omron selon d'autre forumeurs :

5PCS Hall Effect Sensor Proximity Switch NPN 3-Wires Normally Open NJK-5002C
Model: NJK-5002C
Supply voltage 5-30VDC
Detection distance 10mm (effective detection distance 0-10mm)
Load current 150MA (no more than)
Output form NPN three lines
Output state normally open (NO)
Detect objects metal material
Product Material Metal parts: Copper plastic components: PBT
External leads 1.2 m (standard, others according to customer requirements)
Output indication LED (red)
Form Factor Diameter: 12MM thread length: 32MM Overall Length: 37MM

Package Included:

5/PCS X NJK-5002C Hall Effect Sensor Proximity Switch NPN 3-Wires Normally Open

(Achats de 5pces pour 9,70€)

Prix de l'objet	10,88 USD=9,70€
Quantité	1
Numéro de l'objet	323491092350
Service de livraison	Economy International Shipping

Je met en photos le compte-tours mécanique suisse -(Hasler) que j'utilise pour valider la programmation des compteur, on pourrais penser que sa précision laisse à désirer, mais en fait non, elle est redoutable, à 2-3tr près, lisible en basse vitesse et la répétabilité aussi. il compte jusqu'à 10000tr/mn, le digital, 9999 !
.....................................................................compte-tours mécanique Deumo : 20 000tr en 3 gammes utilisé pour les turbine à gaz ou vapeur
Hasler : 10 000tr en 10 tours de cadran

Tous de Brocantes pour 3x rien bien sûr !

 

[Bocopo94]

... J'oubliais, si quelqu'un possède un compteur Deumo je veux bien qu'il communique le diamètre de la molette pour la vitesse circonférentielle si sa garniture est en bon état... Merci d'avance

 

[FTX]

Bonjour

Sujet passionnant. Merci pour tous les détails.

Ftx

 

[Ostrogo]

Sacré travail, magnifique

 

[rabotnuc]

oui, mais la suite?