Interface de puissance Electronique pour moteur PaP

[CKL]

Max-Mod,

comme d'hab super boulot.
J'ingurgite tout cela tranquillement + autres documents et je reviens dans quelques jours..

Merci

Christian

PS: Pour les autres Sanson, Doctor_itchy, juju, Fred8, elliott... une petite vision de votre part histoire de confronter les idées...

 

[Sanson]

Le Synoptique de l'étage de commande et de puissance, ne doit plus avoir de secret avant de continuer cette entremise

Je crois que MaX-MoD a été on ne peut plus éloquent !

Les points importants aujourd'hui sont:
- le fait de pouvoir augmenter la puissance des PaP à travers une sur-tension régulée à travers des PWM
Est-ce que cela veut dire, qu'on va alimenter l'étage de puissance avec une tension supérieure à ce qui est prévue au moteur, et faire la régulation à travers le rapport cyclique ?

Oui.

Mais cela ne revient-il pas à augmenter le courant dans les bobines des moteurs et donc risquer de les flinguer ??

OUI et non …..
On ne va pas travailler a puissance max (U x Imax), mais en dessous (U x I nominale).
Si la tension est supérieure, on va limiter l’intensité nominale.
C’est l’intensité qui échauffe le bobinage, et qui est la base de notre énergie mécanique, pas la tension.

Commentaire un peu à part :
Suivant le datascheet, on peut faire quelques incursion dans les rones de sécurité de courant admissible des PAP : cela devrait nous éviter de sauter des pas sur de grosses contraintes.
L’important étant que globalement, sur un temps donné nos moteurs soient toujours dans une zone de température de sécurité.
Fin du commentaire.

Il serait génial, si on pouvait avoir, ci-ce n'est qu'un aperçu des signaux devant sortir de l'étage de commande et de puissance, et de voir comment tout cela doit cohabiter.
Comment doit fonctionner la régulation du courant, en fonction d'une mesure ?

MaX-MoD a très bien répondu, je ne vois rien à rajouter.
Nota : il y est clairement stipulé l’importance du croisement de conduction des MOS (ou similaire)
A ce niveau, c’est un point très important ( J’ai vu pas mal de pont éclaté/explosé …)
Attention à la mise sous/hors tension ! (Fin du Nota)

Ensuite à travers une contre réaction (mesure courant / tension) , on va essayer de respecter une consigne (couple...) ???:

C’est cela : la mesure du courant nous donnera une exacte indication du couple demandé, quelque soit la vitesse de rotation du moteur.
On aura toujours la possibilité d’utiliser le max de couple du moteur.

Commentaire un peu à part :
On peut mesurer cette intensité à travers différents moyens : le plus simple étant de prendre la DDP aux bornes d’une résistance.
On pourrait également utiliser d’autres moyens. (Intégrant, par exemple, une petite inertie)
On peut, également et ce ne serait pas inutile, prendre une mesure de la température du moteur.
Fin du commentaire.


Dans un usinage, même si les moteurs fonctionnent d’une manière nominale à demi couple, il y a toujours un moment ou un besoin de couple max (ou pas loin) apparait.
Le fait de travailler en PWM nous permet de franchir ce cap sans inconvénients. (et sans sauter un pas)
Cela a pour effet de pouvoir, également, utiliser de petits moteurs sans les faire souffrir.


CKL : Tout est dans le rapport cyclique de conduction de nos MOS.
Si les MOS sont fermé la moitié du temps, nos moteurs (selfique) voient passer une intensité de Imax/2 => notre tension nominale.
(Ceci étant très schématique => l"'intensité ne s'établissant pas selon une onde sinusoïdale ou particulièrement carrée)

La limitation de courant (intensité) se faisant à travers ce rapport cyclique, de sorte que jamais nous n'ayons un train de signaux carrés aboutissant à Inom = Imax

 

[CKL]

Hello,

ne vous inquiétez pas, je suis toujours dans la boucle, j'ai juste un peu de mal à joindre tous les bouts !!

Mais, mise à part Max-Mod, Sanson, Fred8, y a-t-il d'autres personnes intéressées par cette initiative.
- Est-ce que le sujet est trop complexe ?
- Est-ce que vous pensez que cela ne vaut pas le coup ?
- Est-ce que vous penchez plutôt pour l'achat d'une carte toute faite

Je voudrais préciser que n'ai nullement envie d'arriver à une solution à la va vite.
Pour ma part je préfère y aller mollo, et comprendre ce que je fais, et en profiter pour apprendre pleins de choses.
Donc n'hésitez pas à vous manifester

Allez je retourne à mes docs, tranquille tranquille..

A+

Christian

 

[MaX-MoD]

Allez je retourne à mes docs, tranquille tranquille..

moi qui croyais que le sud avait le monopole de cette expression^^

et fais atention à bien joindre les bons bouts sinon tu vas t'emêler

trève de plaisanteries, j'avais oublié de mentionner ce doc de microchip.

en anglais mais il reprend bien ça qu'on a dit, avec des ptits shemas etc.

y'a aussi ça qui décrit l'implémentation du microstep sur un petit PIC. utile pour les diagrammes courant/pas etc. mais l'exemple en lui même est moins intéressant: programmé en assembleur (compliqué, et le code est LONG), et il utilise une partie HW pour le contrôle du PWM etc. qui est intégrée dans un dsPIC 28 pattes... et qui coute le même prix.

il y a par contre pas mal d'AN sur les AC, BLDC etc avec les dsPIC

bonne soirée, et bonne lecture

 

[Doctor_itchy]

sur les gros stepper utilier en indutrie on retrouve souvent un capteur de temperature sur le moteur , justement pour adapter l'intensiter envoiee au moteur !

perso je veut bien aider un peu , mais je n'ais pas besion de controleur stepper , j'ai deja des petite carte l297 l298 pour la graveuse qui suffiront pour sont application , et pour la grosse cnc je vais le faire en servo dc brush , et la je suis occuper a recolter les info de comment faire , je voulais faire les carte UHU servo mais le concepteur qui a les pic programmer et que ne diffuse sont code sourçe que dans un pic programmer et proteger , donc le code est introuvalbe :( , et ben j'ai envoier quelque mail et aucune nouvelles depuis 1 mois , donc je doit me tourner differament , je vais pe faire sa carte ( pourquoi me casser la tete a redevelopper une electronique qui au finale serais identique a 90% si pas plus ! ) et a cree le code moi meme , mais ça va chier car je ne gere pas du tout les µcontroleur :s

donc je suis la , je suis , je surveille , et je donne mon avis mais sans plus pour le moment

 

[fred250]

t'a essayé de lui envoyer un mp via cnc zone? tes mails passent peut étre a la trappe avec les spams

 

[Doctor_itchy]

j'ai envoier un mp via cnczone , j'ai envoier des mail via sa boite mail , et


rien

donc voila , et j'ai pas envie de claquer 400€ de controleur chez geko , mais si je trouve pas d'autre alternative :(

 

[CKL]

, je voulais faire les carte UHU servo mais le concepteur qui a les pic programmer et que ne diffuse sont code sourçe que dans un pic programmer et proteger , donc le code est introuvalbe :

Doctor_itchy

Pourrais-tu nous expliquer l'engouement sur les cartes UHU - Servo et pourquoi le projet de développement d'une "Interface de puissance Electronique pour moteur PaP", qui pourrait ensuite évoluer vers une boucle fermée, ne pourrait pas convenir



Christian

 

[Doctor_itchy]

ben

les carte uhu c'est pour des moteur DC

j'ai fait un peu hs desoler

donc non elle ne convient pas pour du stepper

mais

un autre a fait une carte similaire mais pour des brushless 3phase avec encodeur et dans sont cahier des charge on retrouve un stepper bipolaire monter sur sa carte ! les deux phase on un pole commun et les deux autre pole sur les deux autre sortie , on pourrais meme monter du pas a pas 3phase avec encodeur , se que j'ai en rab mais il ne l'as pas prevu et ne compte pas modifier sa carte pour le gere !

mettre en stepper en boucle fermee oui c'est possible , mais l'encodeur servirais plutot a ratrapper des pas perdu donc juste a "surveiller" le moteur dans ses deplaçement la fonction est donc tout a fait differente d'un moteur DC ! mais ça peu s'envisager et ça existe mais on ne trouve pas ou peu d'info du comment faire !

de toute façon si tes moteur pas a pas sont bien dimentionner et sont bien regler pour ne pas deppaser leur vitesse de decrochage et qu'il ne sont pas surcharger il n'y as en theorie aucun risque de decrochage de pas ! il faudrais plutot une detection de courant qui surveille la charge du moteur , comme ça si par exemple la machine entre en butee et que le palpeur butee ne va pas , ou que la broche s'arrette et que la piece continue a anvençer sur la fraise la carte vois que le moteur forçe et stoppe le moteur , ou envoie une info "d'arret d'urgençe" au soft qui lui stoppe le moteur , si c'est bien regler ça peu etre efficaçe voir utile pour ne pas casser une fraise ou demolire une piece ! mais ça risque de compliquer encore le tout ( bien que avec un pic on as trop de sortie donc on peu attribuer une sortie fault vers le pc qui stoppe les signaux de commande en cas de probleme ( moteur forçe , moteur tourne pas , surchauffe , ect ect )

 

[MaX-MoD]

la carte pour les 3p m'intéresse Ichy! (mais il vaut mieu faire un autre sujet ou envoie moi en MP le lien )

pour en revenir au steppers et encodeurs, si on monte un encodeur 2000ppt sur un pap 200pas, on peut faire du µstep "vrai" jusqu'à 16000 µpas.
c'est juste la façon de contrôler le stepper qui sera différente, mais ça dépasse (pour le momment^^) le cadre de ce sujet.

pour la détection de surcharge, bonne idée, mais le courant est justement asservi
si un servos DC bute et s'arête, le contrôleur va lui fournir de plus en plus de courant et il va cramer (après avoir donné un couple de malade, plusieurs fois son couple initial). un pap qui bute ne consommera pas plus d'intensité (car justement on la régule), il a un couple max= au couple utile. donc pas de risque pour la machine (sinon les pap sont mal bien trop gros ou la transmission bien trop faible)

d'ailleurs quant un pap perd un pas il s'arête, il oscille autour de sa position d'arêt. il ne fournit presque pas de couple.

 

[Doctor_itchy]

le but de mon idee etant de ne PAS perdre de pas ^^

le moins possible dumoins !!

pour le 3 phase aucun plan n'existe , j'ai le routage pcb la liste composant mais le concepteur ne donne pas le code et ne vend pas le µcontroleur ni de kit , par contre il le vend tout fait pour 160€ la carte cherche sur gogole avec granite deviçe

 

[MaX-MoD]

d'un point de vue plus technique, j'ai expliqué le choix des transistors MOS / IGBT dans le sujet sur la carte servo. il en va bien évidemment de même pour les streppers.
post11512.html#11512

Par contre je n'ai pas de références courantes à vous proposer, vu que je fais mes emplettes dans les échantillons (presque) gratuits, chez ON semi par exemple.

Quant viendra le momment de réaliser la carte, on essayera de trouver quelques références courantes adaptées à plusieurs configurations de courant et tension (et éventuellement de fréquence PWM)

Bonne fin de WE,

Max

 

[CKL]

Max-Mod

Je voulais te dire que le document AN822 est génial, les autres références aussi bien sur.

Maintenant, je partirais bien sur un truc comme l'AN822 en C bien sur, et avec la partie Driver de puissance L298 réalisée en discret.
Deux petites remarques.
Par moteur je ne comprends pas pourquoi tu parlais

il faut 8 sorties PWM pour un pap 2phases, et les temps morts sont plus durs à intéger sur les PIC 8b (mais implémentés en HW dans les 16b

4 sorties PWM suffisent largement en raison de la relation liant 2 MOS du pont H

Concernant le PIC
Pour des raisons d'approvisionnement, et de simulation (je pense utiliser proteus dans un premier temps) penses-tu qu'un PIC24FJ128 pourrais faire l'affaire ??

Très intéressant la partie sur les IGBT

PS: J'ai beaucoup de mal à me libérer du temps pour me consacrer pleinement à ce projet, mais cela ne signifie pas que l'intérêt a baissé, au contraire !!!!!
Mais, entre les enfants, madame, mon atelier en construction, mon site sur la géothermie, la maison, le chien, le boulot, ...., c'est pas facile de trouver du temps...
dès fois je regrette la vie étudiante, quoiqu'à cette époque je n'avais pas beaucoup de tune donc...

Christian

 

[MaX-MoD]

il y a deux façons de commander un pont en H:

1 entrée par demi pont, avec des composants discrets (voire un driver 1e avec temps mort inégrés), ou alors une entrée par MOS sur le 1/2H.
Dans ce dernier cas, le PCB rétrécit, il y a moins de composants et pas de calcul des composants R, D, C pour faire un temps mort. De plus si on change de MOS on peut reconfigurer le temps mort, et l'ajuster au mieux sans devoir changer une résistance, un condensateur et une diode.

Mais bon il faut 8 sorties pour un pap...
pourtant il devrait quant même en rester quelques unes en rab' sur un PIC 28 broches.

en qu'on intègre ou non les temps morts dans le PIC, on peut quant même utiliser une partie puissance à 4 entrées.

pour le 24FJ128, il est doté d'un DSP, UART etc. MAIS il est en boitier TQFP 64 broches, autant dire que ça rebutera 80% des hobbyistes, et aussi pas de PWM dédiés au contrôle des moteurs (pas de temps morts, etc.)
et pour sa disponibilité

Mais si on utilise un 30F qui est adapté pour driver des pap ET des servos, une personne dévouée qui a un programmateur de PIC en commande une 50aine (ou moins pour le début), et ça partira comme des petits pains! surtout si on poste sur CNCzone, où le nombre d'intéressés est quant même plus élévé.

Et pour la simulation, ben... ça risque de prendre 2 fois plus de temps que la programmation!
déjà il faut modéliser la réponse du pap en fonction de I, U, le couple, vitesse, etc.

on peut en revanche simuler un pont en H avec des composants discrets, ça c'est utile car les calculs sur un MOS sont plustôt complexes.
tout bon simulateur a certainement un module PWM que l'on doit pouvoir utiliser, pour faire nos simu.

 

[CKL]

Voir post suivant....
(j'arrive pas à supprimer le message)

 

[CKL]

Max Mod,

Mais sur le schéma ci-dessus, tu es d'accord que T1 et T2 sont liés, T3 et T4 sont liés, et ainsi de suite..
ce qui signifie que 4 pwm suffisent


Christian

 

[Sanson]

Mais sur le schéma ci-dessus, tu es d'accord que T1 et T2 sont liés, T3 et T4 sont liés, et ainsi de suite..
ce qui signifie que 4 pwm suffisent

ATTENTION CKL, je peux me tromper ....., mais nous ne parlons pas de transistors classiques, la conduction ne se fait pas à +/- 0, 3 - 0,6 Volts, mais à d'autres tensions, de plus la tension de fermeture n'est pas la même que celle d'ouverture, au surplus, les MOS (Et autres bêtes) comportent une capacité parasite dont il faut tenir compte.
C'est ce que j'appelle "distorsions de croisements => entre le moment ou un MOS se ferme et qu'un autre s'ouvre, il y a pas mal d'évènements, le but étant de faire correspondre ces 2 actions dans le temps, pour des tensions différentes et des temps d'établissement différents

 

[MaX-MoD]

tu as tout à fait raison Sanson, et toi aussi Christian!

j'ai peut être sappé le fait qu'un MOS (et IGBT) met plus de temps à s'ouvris qu'à se fermer, et donc que si tu ouvres un coté du 1/2 pont et que tu fermes l'autre en même temps, BOOOM! car il y aura un court instant (mais suffisant) où les deux cotés du 1/2 pont vont conduire, ça va créer un court circuit entre la masse et l'alimentation du pont.

c'est la raison pour laquelle utiliser 8 sorties résoud le problème.

Avec les NPN/ PNP y'a pas ce problème par contre car ils sont commandés en intensité.

compris, ou il reste une zône d'ombre que je n'ai pas éclairé?

 

[CKL]

Merci Sanson, Max-Mod

Si je résume avec mes petits mots. (Et mes souvenirs)
Le fait d'utiliser un IGBT par rapport à un bipolaire classique, est qu'il peut être commandé en tension, c'est à dire directement avec une patte d'un PIC. (Car Impédance d'entrée ~infini)
Avantage == simplicité de commande par rapport à un bipolaire

Ce qui signifie que mon schéma n'est plus bon, et doit être remplacé par des IGBT.
Je présume donc, que pour cette raison, il faut donc pouvoir contrôler indépendamment chaque IGBT...
D'où les 8 PWMs.

Mais quand-même pour piloter une phase, il doit quand même persister un lien entre 2 IGBTs.
Car j'ouvre toujours par pair et referme par pair.
Pour éviter le BOUM, et même en considérant que les temps d'ouverture et de fermeture son différents, cela devrait être jouable avec 4 PWM, car
j'ouvre par 2 , puis ferme par 2...

A apparemment, il reste encore une zone d'ombre


Christian

 

[MaX-MoD]

zut, je n'avais pas bien lu les paires de transistors dont tu parlais!

on peut faire comme ça, mais alors on perd un avantage important: le courant "régénérant".
tu charges une bobine en commutant T3 et T4 par exemple, jusqu'à arriver à l'inensité souhaitée.
maintenant tu ouvres T3 et T4: l'intensité emmagasinée dans la bobine va tomber à 0 très vite.
le problème c'est que l'intensité voulue sera difficilement atteignable, et pas dutout constante => perte de couple et de vitesse max

alors que si on garde T4 commuté par exemple, l'énergie emmagasinée dans la bobine va se déchager à travers T4, D2 et la résistance du bobinage => couple et préservation de l'énergie de l'inductance

essaye avec le prog dont je vous ai filé le lien, tu verras l'intérêt

 

[CKL]

Max-Mod

déjà que tu nous éblouis par ton savoir, si maintenant tu essayes en plus de nous perturber avec la gent féminine, on n'est pas sortie de l'auberge !

Allez bonne soirée

Christian

 

[MaX-MoD]

éblouir, éblouir, tu me flattes là

en tout cas on peut dire qu'il fait de l'effet mon avatar^^


A+

Max

 

[romteb]

Salut les electros.

J'ai 2 L298N qui trainent, je peux les envoyer gracieusement a qui les veut, je ne garantis pas leur etat.

 

[CKL]

Romteb,

Why not.
A moins que tu en ai un besoin plus urgent Max-Mod, car de mon coté ca risque de durer encore un peu, et de plus je pense que pour le projet on est plutôt parti sur du discret IGBT, ...
Cela permettrait éventuellement de faire une analyse sur le 298.

Bref je ne sais pas si je suis clair, pour moi ce n'est pas une urgence, mais si personne est intéressé, je veux bien

Toujours est-il merci pour la propale

Christian

 

[CKL]

Maintenant qu'on est dans les échanges,
est-ce qu'il y a moyen de récupérer des dsPic Max-Mod ???

 

[MaX-MoD]

Merci de ta proposition Romteb!
pour ma part, j'ai de quoi faire un pont en H pour essayer le contrôleur de servos, donc je n'en ai pas besoin merci.

les L298 restent une bonne solution pour faire des test avant de se lancer dans la construction d'un H MOS ou IGBT.
Donc CKL tu peux les prendre, ils te serviront plus qu'à moi je pense

Maintenant qu'on est dans les échanges,
est-ce qu'il y a moyen de récupérer des dsPic Max-Mod ???

j'ai atteint la limite d'échantillons jusqu'au 12 décembre chez microchip
Donc je peut vous filer:

des 30f2010 (j'en ai une petite chiée) mais leur mémoire est faible et ils n'ont que 3 paires de PWM.
des 33f j'en ai qqs uns de toutes sortes avec la mémoire et PWM qu'il faut mais ça demande déjà un peu plus de travail au niveau config pour démarrer avec, et surtout ils on une alim en 3.3v (mais ils supportent le 5V sur les entrées, c'est déjà ça)...
faudra que je retrouves le code que j'ai commencé pour les 33F...

maintenant il me reste deux 30f6010, plus gros, mais parfait pour le développement (4 paires de PWM, des i/o en plus pour débugger etc).
je vais essayer de le souder sur son adaptateur (TQFP 80 pas 0.5mm!), tester le code avec, normalement y'a qu'un #include à modifier.

Donc ce qui pourrait convenir que j'ai en stock:
-30F6010 (1)
-33FJ32MC202 (3)
-33FJ128MC506 (TQFP 64 pas0.5mm)(1)

j'ai aussi des régulateurs 3v3 cms, des MOS 10A 60V et leurs drivers si ca vous intéresse.

si quelqu'un a une adresse mail de sa boite (ou fac/lycée, peu importe) il peut toujours faire une "commande" si vous voulez essayer le 30F2020 ou même un 24F par exemple, il suffit de s'inscrire et ça n'engage à rien.

PS:je me demandes si je peux pas essayer avec l'email de mon site

 

[CKL]

Juste pour info,

J'ai fait une demande d'échantillons chez Mircochip à travers ma boite, apparemment c'est parti.
Donc croisons les doigts pour qu'il me les envoie, et qu'il ne réagisse pas comme Maxim, ou à chaque fois il m'envoie boulé..

MaxMod, pour l'histoire du control des 8 PWM, les seuls circuits qui proposent cette solution sont des QFP, ca va être chaud à souder..!!!
Donc la remarque que tu m'a faites au sujet d'un PIC24F ne tient plus

Christian

 

[MaX-MoD]

tu n'as pas bien regardé

le 30f2020 a 8PWM et est en DIP 28

le 33Fj32MCjesias plus quoi aussi

de plus les PWM du 24F n'en sont pas des spéciaux, donc par exemple pas d'entrée FAULT qui permet de couper ts les PWM (et donc de griller ton moteur) en cas d'arrêt (bug) du PIC .

et ces PIC là sont également proposés en boîtier QFN si on veut...

mais si tu veux partir sur un autre PIC, moi ça ne me dérange pas, je propose juste ce qui me semble être un bon compromis pirx/facilités d'intégration/performances
car 30f2020 et le 24H que tu as cité sont à peu près au même prix (et tout deux également introuvables dans le commerce), mais j'ai déjà des connaissances de la prog des 30F, qui en plus ont une plus grosse réserve de puissance (DSP, 30MIPS etc.).

ceci dit, rien ne nous empêche de compiler pour plusieurs PIC 16bits différents, vu qu'il n'y a normalement qu'une petite partie (liée aux périphériques des PIC) à changer pour chaque famille de PIC (24F, 30F et 33F).
la (sur)charge de travail resterais assez modérée.

 

[wika58]

Juste pour info,
J'ai fait une demande d'échantillons chez Mircochip à travers ma boite, apparemment c'est parti.
Donc croisons les doigts pour qu'il me les envoie, et qu'il ne réagisse pas comme Maxim, ou à chaque fois il m'envoie boulé..
Christian

J'ai fait une demande il y a un mois chez Microchip au travers de ma boite et je les ai reçu sans problème... et 12 d'un coup...
C'était pour Elliot qui est mon développeur PIC ...

Edit:...mais pour le moment, il est en très occupé...

 

[wika58]

Salut les electros.
J'ai 2 L298N qui trainent, je peux les envoyer gracieusement a qui les veut, je ne garantis pas leur etat.

Si personne ne les veux, mois je les veux bien...
Je voudrais m'essayer aux moteurs PàP ...