Système d’électro-érosion fait maison.

[gaston48]

Bonjour,
Je pensais à ces petits inverter en tant qu'alimentation de puissance.
elles ont un tension à vide de + de 80 V, qu'elles doivent pouvoir maintenir
avec un courant assez conséquent. (sachant que ce sont à la base, des sources de courant)

Petit résumé des propriétés d'un mosfet avec ses qualités et défauts.
http://www.chicoree.fr/w/Les_MOSFET
Avec sa commande capacitive qui ne demande qu'à interférer avec toutes les capacités
parasites ou réelles de découplage de sa commande.
(Rajouter des bleeding résistances peut être ? mais je ne pense pas.)
Les oscillations parasites sont neuf fois sur ... neuf une histoire de gnd de découplage
de nœud de gnd entre courant forts et faibles mal choisi.

 

[seb89]

Bonsoir à tous,

@ROCHER :
J'espère que tu as passé une bonne nuit!!!

@ducran lapoigne :
J'ai effectivement fait des essais sans l'asservissement.
Pour cela, j'approche l'électrode avec le moteur, jusqu'à ce que j’obtienne un début d'étincelle, puis je coupe l'alimentation de l'asservissement.
Ensuite, j’appuie ou je soulage le chariot porte-électrode légèrement avec le doigt, mais il n'y a pas d'améliorations par rapport à la montée ou la descente automatique.
Le chariot a en fait très peu de jeu, et cela est un bon point, je pense...

@gaston48 :
Pour l'inverter, j'avais bien deviné ton idée, et si j'en avais un, j'aurais fait un essai.
Bien que je pense que le problème est dû à un manque de puissance, je vais quand même essayer de trouver le pourquoi de ces surtensions...
Cela pourra toujours me servir pour d'autres montages et c'est toujours intéressant de résoudre un problème.

Encore un lien très instructif, et je vais quand même tenter de mettre ces résistances de "saignée", cela ne coûte rien, et si le résultat est positif, je montrerais les oscillogrammes.

Quand tu dis ,"Les oscillations parasites sont une histoire de gnd de découplage
de nœud de gnd entre courant forts et faibles mal choisi", tu veux dire au niveau du circuit imprimé ?
Car, je viens de relire la datasheet du MCP1406 et il est noté, si j'ai bien compris, de faire des plans de masse.

Aie, je sens la grosse boulette.

Voici une image de mon typon, j'ai mis des flèches aux endroits où j'avais cru bon de relier les masses.

Bon, je vais me cacher...

A plus.
Serge.

 

[Charly 57]

Bonjour

Je risque des bêtises:
Le condensateur de part son bobinage concentrique d'alu + diverses couches de produits divers ne peut il avoir une composante selfique à partir d'une certaine fréquence ?
As tu monté un driver pour les Mosfet comme il en est question dans le post " soudure par décharge capacitive" et dans le doc que tu as joint sur la micro érosion?
Sur une table à induction que j'ai démontée, il y avait un condo de 0,1 micro farad en // des MOSFETS sur les deux pattes qui véhiculent la puissance. Peut être que çà aide à la conduction ou à l'extinction ??

 

[seb89]

Bonsoir Charly 57,
Pour l'instant, les bêtises, c'est moi qui les faits!!!

Le condensateur de part son bobinage concentrique d'alu + diverses couches de produits divers ne peut il avoir une composante selfique à partir d'une certaine fréquence ?

De quel condensateur parles-tu ?
Tu veux peut-être parler du transfo, mais son bobinage semble être en cuivre...

Oui, j'ai bien monté un driver de MOSFET, j'ai mis le schéma du montage en page 14, message #208.

Concernant le condensateur entre le drain et la source, mes connaissances ne sont pas suffisantes pour voir, ce que cela pourrait apporter.
Si quelqu'un le sait, je suis tout prêt à faire un essai...

Merci à tous pour votre aide.

Serge.

 

[gaston48]

Oui au niveau du circuit imprimé. C'est le plus difficile à router je trouve,
tout au moins en analogique. C'est un peu comme une vrais bonne cotation intelligente
et complète en dessin de mécanique.
Il y a ceux qui jure que par les plans de masse. Une sorte de point étoile massif,
le plus de cuivre possible, qui prend toute la surface du board.
On voit ça en HF, ça doit être bon pour la logique aussi mais je trouve que ça
peut faire des accrochages capacitifs. En tout cas c'est vraiment déconseillé en analogique.
Il y a le ground étudié en tant que signal à part entière on fait bien la distinction
entre les courant fort et faible, les découplages. Un vrais ground en étoile n'est
pas toujours la solution, mais on se pose pas de questions, ça rejoint le plan de masse sans les capas.
Il y a des bouquins entiers d' étude et de compréhension, de conception des ground.
Il faut déjà savoir que chaque foi que tu mets une capa de découplage, une sorte de
tout à l'égout, il y a aussi des odeurs qui remontent il y a tout un petit monde
qui vit, qui circule, dans le ground.
Essaye déjà une masse en étoile. De toute façon le premier circuit est toujours
charcuté. Tu coupes les pistes proprement en faisant une petite fente et tu
soudes de longs straps. Si ça change rien, tu peux toujours ponter proprement
les saignées avec une goutte de soudure.
Ce qui est étonnant, c'est que souvent ça marche impec sur une plaque d'essais
et que ça déconne quand on fait un pcb compact tout propre.

Concernant ton circuit, le nœud étoile semble tout désigné: entre les 2 grosses capas
Il faut tenter d'y connecter chacune indépendamment les pistes que tu as désignées
et d'ajouter aussi le 0V de la sonde d'oscillo

Même résonnement que les masses et même attention à apporter aux +/- des alim.
Attention aussi au bouclage des alims indépendantes par leurs 0V et leurs Terres

Pas de condensateurs en plus à mon avis pour l'instant !!
plutôt moins que plus.

 

[seb89]

Bonjour à tous,

@gaston48 : Merci à toi pour les précisions, concernant le routage des masses.
J'essayerais d'en tenir compte pour les prochains CI (ce n'est pas toujours facile en simple face !!!) et sur celui-là, je vais sûrement tenter l'opération chirurgicale, de toute façon, ce n'est qu'un prototype...

Sinon, juste ce petit message pour vous dire que j'ai fait un essai en mettant des résistances de 220K entre grille et masse, mais il n'y a aucune différence à l'oscilloscope. (Message #255)

Les prochains essais consisteront à faire les mêmes mesures sur l'ancien système puis sur le nouveau après avoir rajouté un condensateur comme sur le schéma page 15, message #215, afin de comparer les oscillogrammes entre un système qui me donne satisfaction et un qui ne marche pas.

A plus.
Serge.

 

[ducran lapoigne]

bonsoir seb
je me demande si ajouter un condensateur de faible valeur (a expérimenter) entre la pin3 de ic1-2 et la masse n' améliorerait pas les choses
(schéma page 2 post 29)
faut dire que ce schéma est .... disons basique un LM339 serait surement mieux

Antoine

 

[seb89]

Bonsoir Antoine,
C'est fait, j'en parle brièvement page 14, message #208, j'ai rajouté un électrochimique de 1µF.
C'est vrai que ce montage est très basique, mais aussi bizarre que cela puisse paraître, il est terriblement efficace.
Pour l'instant, à part avoir modifié les résistances de l'étage d'entrée, il semble piloter parfaitement le moteur DC, quelle que soit la tension du transfo de puissance. (de 32 volts à près de 100 volts)
J'en suis le premier étonné !!!
C'est sûr, que la prochaine étape sera l'amélioration de l'asservissement, sûrement un moteur pas à pas et des comparateurs...
A plus.
Serge.

 

[ducran lapoigne]

je fais peut être fausse route (ou de faux calculs)
corrige moi si je me trompe:
1uF a 100KHZ -> impédance 1,59 ohms
1 uF à 50 KHZ -> impédance de 3,18 ohms
j' aurais plutot mis 0,1 à 1 nf
++
Antoine

 

[seb89]

Bonjour Antoine,
Non, tu as parfaitement raison.
Pour tout dire, sans condensateur l'asservissement fonctionnait, mais dans les basses fréquences, on entendait celles-ci dans la carcasse du moteur.
J'ai donc commencé par mettre un condo de 100 µF, puis 10 µF, jusqu'à 1 µF où là plus aucun son ne s'entendait.
Je ferais des essais en continuant de baisser la valeur du condo pour voir ce que cela apporte, merci du conseil.

Une petite précision, concernant l'asservissement:
Dans le message précédent, je disais que l'asservissement fonctionnait correctement.
Je tiens à dire quand même, que si je diminue trop le rapport cyclique (< 10%) l'électrode ne descend plus, elle ne fait que remonter.
Ce qui est normal, je pense, car la tension moyenne est alors inférieure à la tension nécessaire pour assurer la descente.

En tous les cas, merci pour tes conseils que j’essaie de mettre en pratique, cependant, je suis convaincu que mon alimentation n'est pas assez puissante pour produire les impulsions nécessaires à l'électro-érosion.
Sinon pourquoi, lorsque je rajoute un condensateur (schéma page 15, message #215) cela remarche ?

A bientôt.
Serge.

 

[ducran lapoigne]

Au fait as tu résolu le problème de ta pompe qui ne donnait pas satisfaction dans les premiers post ?
sinon, que me conseillerais tu ?

j' attaque aujourd'hui un système a découpage, des nouvelles suivront bientot

Antoine

 

[seb89]

Bonjour Antoine,
J'ai récupéré une pompe à eau utilisée dans les camping-cars.
Un peu comme ce modèle:http://www.mon-camping-car.com/article/4873/pompe-immergee-reich-10l-12v
La mienne est une 9 litres/minute, consomme 1 A sous 12 V et 0,5 bar de pression.
C'est mieux que la pompe d'aquarium, mais encore largement insuffisant pour garder l'eau claire en permanence.
Sinon, j'ai également récupéré une pompe de gavage pour le pétrole, mais je ne l'ai pas encore essayée.
A plus.
Serge.

 

[seb89]

Bonjour à tous,
@ducran lapoigne : J'ai hâte de voir les résultats que tu vas obtenir avec ton système à impulsions...

Voici quelques oscillogrammes des mesures de tension et courant faites sur l'ancien système à décharge de condensateur.
Je tiens à dire, que les captures d'images ont été faites au moment où les signaux étaient les plus réguliers.
Toutes les mesures de courant ont été faites aux bornes d'une résistance de 0,1 ohm.
La tension à vide est toujours de 97 volts, la résistance de puissance réglée à 10 ohms.
Tout d'abord, l'oscillogramme avec un condensateur de 4,7 µF:

Attention, la déviation verticale pour la courbe verte est de 1 volt par division et la sonde est branchée sur un pont diviseur par 100 entre l'électrode et la pièce.
La déviation verticale pour la courbe jaune est de 10 volts par division et branchée directement aux bornes de la résistance de shunt de 0,1 ohm.

l'image suivante correspond à un condensateur de 22µF + 4,7µF soit 26,7µF:

On peut déjà remarquer, que les pics de courants sont plus importants, ce qui se confirme avec l'image suivante, faite avec une capacité de 86,7 µF:

Je crois, sauf erreur que les pics correspondent à des courants de plus de 200A.


J'ai voulu faire les mêmes mesures avec le système à impulsions auquel j'ai rajouté un condensateur (schéma page 15, message #215), l'érosion est tout aussi efficace, mais impossible de vous montrer un oscillogramme, le logiciel plante dès la première étincelle.
Voici d'ailleurs, l'extrait d'un article trouvé sur Internet, (entouré en rouge) pouvant expliquer le pourquoi du problème...

Vos commentaires me sont très précieux, alors n'hésitez pas...

Serge.

 

[ROCHER]

Bonsoir Serge

C'est extra!
60, 140, 200A en pic! Il faut bien que le générateur d'impulsion MOSFET puisse assumer s'il doit faire pareil.
Une capa chargée au départ doit pouvoir l'aider, peut-être qu'une fois le plasma établis, le courant peut diminuer (?)
Un vieux oscilloscope analogique comme le mien pourrait peut-être fonctionner.

De mon côté comme ces questions me trottaient dans la tête, j'ai fait quelques manipulations avec un générateur d'impulsions RC fait à l'arrache. C'est fait simplement avec un variateur Triac standart comme le schéma ci-dessous:

Il est alimanté en continu avec du 110v redressé soit 165v (oui c'est possible!);
la lampe 100W est la résistance ballaste, la capa 15µF est la capa de décharge et la vielle ampoule phare Auto la charge.
Le triac commute quand le diac atteind 32v et s'éteind en fin de décharge de la capa et quand la tension s'inverse à l'aide de la self de filtrage et çà marche! même si ça a l'air très rétro!

Humm!, la grosse capa est de 15µF, pas 25.
Le régime d'impulsions ne démarre pas tout seul, au départ, le triac se commute et le ballaste éclaire fort, la lampe charge a peu de courant et et n'éclaire pas. Il faut titiller le branchement de la charge pour obtenir le régime d'impulsions.

les impulsions ne montent qu'à 60v parceque la self atténue le pic, et à plus de 150Hz (réglable par le potentiomètre) la tension diminue parce que la capa se charge moins.
néanmoins chaque filamant code ou phare de la lampe de charge fait moins de 3 ohms en nominal à 55W et environ 0,5ohms à froid.
Je dirais que, à la louche, les deux filaments en série pourraient faire 3-4 ohms vu l'éclairage de la lampe et j'immagine donc que le pic de courant peut être de 15 à 20A. le triac reste parfaitement froid.

Tout çà c'était juste un petit essai amusant pour voir les pics de courant
Ce générateur n'est pas directement utilisable pour l'électroérosion parceque le diac ne peut pas déclancher le triac sans la charge branchée en permanance. Mais ça me permet d'évaluer les possiblités d'un triac.

Bon j'arrète de poluer ton poste et vais me concher.

Bonne nuit et bonne continuation

François

 

[ROCHER]

Bonjour Serge
Je revois ton schéma dans ton message 268 du 20/02 et comme ma courte nuit m'a également porté conseil, j'aurais une petite suggestion:
il vaudrait peut-etre mieux mettre ta résistance de charge (10 ou 20 ohms) en amont des condensateurs de filtrage 2x2200µf. Ceux-ci pourront alors fournir la grosse cavalerie d'ampères pour les impulsions.
Tu peux aussi mettre 1ohm en aval pour limiter quand même à 100A.
La tension baissera selon la charge mais ton transfo sera préservé.

A voir...

 

[seb89]

Bonjour ROCHER,

Ah P....N, quel C.N !!!!!!!!!!!!!
Pourquoi, n'y ai-je pas pensé moi-même?
Vivement ce Soir, que je puisse faire un essai....
Un Très grand merci.
A Très Bientôt.
Serge.

 

[gaston48]

Bonjour,
Sauf que si tu laisses le temps d'atteindre la tension à vide, je pense que tu vas fumer tes mosfet.
Plus rien ne limite le courant. Le but de ton alim pulsé et bien de sortir cette
forme de signal en tension et en courant avec des plateaux stabilisés bien maîtrisés,
des plateaux de courant, pas des mégapulses.
C'est cette technique qui semble donner satisfaction actuellement.
Qu'elle soit peut être sous dimensionné c'est possible, il faudrait peut être éroder
avec de petites surfaces pour commencer.
Un petit condensateur en parallèle sur le gap peut peut être stabiliser le spectre
c'est ce que tu as testé, mais des grosses gamelles ! Il faudrait un PWM alors pour
contrôler le courant. Personne n'a ce bouquin sur les alims pulsés d'edm ?
http://www.homebuiltedmmachines.com/sand-box-rc-vs-pulse/

 

[ROCHER]

Oui et dans le chapitre des risques il y a aussi la limite de courant en décharge pour les capa de filtrage.
Pour illustrer, dans mon essai avec triac, avant la grosse capa de 15µF, j'ai utilisé des petites capa 3,3µF 400v récupérées dans les lampes fluocompactes. He bien ça machachait 1 min et Pchcht! elles ne résistaient pas à la série de décharges .
Enfin, il faut quand même savoir prendre des risques et je te souhaite des essais fructueux pour ce soir.

François

 

[ROCHER]

Gaston48 Bonjour
Je ne saisis pas bien tes craintes de mégapulse si l'alimentation est capable de fournir un court moment le courant demandé.
A la différence du triac, les MOSFETs peuvent bloquer ce courant en fin de pulse.
en début de pulse, la tension monte comme avant à 95v pendant le temps que l'étincelle s'amorce.
Alors le courant augmente et cela fait chuter la tension sur les électrodes si Serge laisse une résistance de 1 ohm en aval des capas de filtrage. Du fait de l'importance de ces capas, la tension pourrait alors décroitre lentement et assurer un pseudo palier jusqu'au bloquage des MOSFETs qui assureraient la coupure comme pour les systêmes pro.
Voilà, à mon avis, ça pourrait peut-être marcher.
Reste à essayer.

Courage Serge, je sais tu prends les risques mais nous sommes avec toi.
Quand même soit prudents garde tes distances et prends ton casque lourd

 

[gaston48]

Bonjour François,
Là tu parles déjà de rajouter une résistance de 1 Ohm (pour l'instant il y a une 0.1 de mesure)
autant partir sur la résistance de puissance qui est déjà en aval, 5 ohms pour une vingtaine
d'ampère, mais sur une certaine durée. 20 A c'est déjà des petites machine d'enfonçage pro
On peut limiter le courant en hachant aussi, c'est ce que je suggérais avec un PWM superposé
au générateur BF

 

[seb89]

Merci à vous deux, pour toutes ces pistes de réflexion...

Il est vrai, que je me suis un peu emballé ce midi en lisant le message de François.
Je voyais dans son message, la solution pour obtenir ces pics d'intensité nécessaires pour amorcer les étincelles tout en préservant le pont de diodes et le transfo.
Mais effectivement je me retrouve avec une grosse capacité, et je ne donne pas chère de la peau des MOSFET.
Il serait dommage, je trouve, de limiter ces nouveaux pics avec une autre résistance de puissance.
Avec environ 90 µF les pics dépassent largement les 200 A, j'ai donc largement sous-estimé le phénomène, et donc les composants de puissance.

Personne n'a ce bouquin sur les alims pulsés d'edm ?

J'ai eu l'occasion de lire, "The EDM how-to book" mais pas le second, "Build a pulse EDM machine".
J'aimerais bien voir, au moins le schéma de principe de son montage, afin de me donner des idées...

Je n'ai pas l'intention d'abandonner le projet d'alimentation pulsée, je vais peut-être voir pour un inverter chez "Brico-dépôt", un nouveau poste cela peut servir.
Mais, je crois que je vais orienter mes expérimentations vers le contrôle de la charge et de la décharge d'un condensateur par des MOSFET, un peu comme j'ai vu dans les documents sur la micro-électro-érosion...
A bientôt.
Serge.

 

[gaston48]

Faudrait bien relire le document, mais peut être que le principe de contrôle de charge et de décharge d'un condo
n'est bien adapté qu'à la micro-electro-érosion.
Penche toi sur le problème des oscillations, que déjà tu ais un générateur et commutateur mosfet sain.
le temps de descente me semble un peu long aussi, la commande de gate est peut être à améliorer
en diminuant l'impédance de sa décharge, une diode et une résistance de 20 ohms en // sur la 100.
Il semblerait que ducran lapoigne soit de nouveau en piste avec une alim pulsée de Flemming, sans dévoilé
son bouquin qu'il a payé, ne pourrait il pas nous indiqué si on est dans la bonne voie ?

 

[ducran lapoigne]

pour Gaston48:

Poster une copie du bouquin ne serait pas apprécié des modérateurs ... ni de l' auteur

Pour le schéma:
voir post #35 du 31/07
la , tu as un schéma grossier qui reprend pratiquement le schéma de la pulse edm du bouquin de fleming
les différences marquantes:
Flemming utilise :
3 transfos 24v 10 Amp pour la puissance
redressement puis filtrage par une capa de 2200 uF
les résistances de réglage du courant sont des 25 ohms 50 w avec ventilateur
les mosfets sont des irf640 il y en a 6
le générateur de carrés est basé sur un 555 T_on 25 à 400 uS T_off max 80 uS
voir aussi le post #92 du 3 aout pour discussion sur fréquences
un inverseur est aussi prévu pour inverser les polarités pièce/électrode
En espérant t' avoir éclairé

++ sur le forum

Antoine

 

[gaston48]

Bonsoir Antoine

Poster une copie du bouquin ne serait pas apprécié des modérateurs ... ni de l' auteur

il en été pas question, je suis bien d'accord avec toi, mais est ce que sur le schéma de seb, ou son routage, il y a une coucouille
évidente ou la commande de la gate n'est elle pas à améliorer, merci à toi !

 

[ducran lapoigne]

non, rien vu de spécial, le schéma a l' air correct
Fleming met des résistances de gate de 10 ohms mais ce n' est pas cela qui doit perturber le montage
pour donner des idées, je remets ce lien:
http://www.hcp-hofbauer.de/indexerodier.htm

Antoine

 

[seb89]

Bonsoir aux passionnés de l'électro-érosion,

@gaston48 :Concernant les résistances de gate, je suis passé de 100 ohms à 10 ohms sans constater de différence.
Je m'aperçois, que j'ai conservé quelques oscillogrammes du signal à la sortie du MCP1407, uniquement à 100Hz et sans charge dans les MOSFET.
De mémoire, le signal est tout aussi propre aux autres fréquences.
Les voici:

Si tu le désires, je referai des oscillogrammes de la sortie du MCP1407 à d'autres fréquences...
Je vais également tenter de mettre des diodes en parallèle sur les résistances de gate, mais sans conviction...
A plus.
Serge.

 

[Ch@rlie]

Superbe réalisation félicitation !

 

[gaston48]

Merci Serge et Antoine, une résistance de gate très faible pour charger et décharger sa capa rapidement
Sur le montage de Hofbauer, chaque transistor est commandé individuellement par un optocoupleur.
Ici le MCP1407 commande 5 gates. Déjà individuellement il fournit de grosses pèches de courant
5 x 10 Ohms en // reste plus beaucoup de résistance. Son alim et sa masse sont à considérer.
Déja pour les masses je tenterais ces modifs: couper les pistes, 2 petites incisions au cutteur
espacées de 0.5 et on décolle le bout de piste de 0.5. Ensuite on reconnecte les masses à un seul endroit
avec du fil souple et on soude un TP pour la masse de la sonde.
Il y aurais peut être mieux à faire avec les alims et les masses entre géné et 1407 (qui est un circuit de puissance)
mais je ne saisis pas tout, manque des points connexion sur le schémas ...

 

[lion10]

bonjour
Je suis de loin.
Vous avez une implantation qui vous pose problème. Pourriez vous rappeler :
-le pb que vous avez au niveau des mos ou de l'asservissement,
-le schéma ou le msg dans lequel on peut le trouver, ainsi que la réf exacte des circuits (driver mos)
-est ce possible d'avoir la vue inverse coté composant à l'endroit pour lire les repères des circuits et le cuivre vue coté composant dessus avec une intensité ad-hoc pour voir votre implantation par transparence plus facilement.
cdlt lion10

 

[seb89]

Bonsoir à tous et merci pour votre participation à mon projet...

Je manque un peu de temps pour mettre en œuvre toutes les suggestions que vous me faites, les soirées après le boulot passent vite...

Avant de charcuter le CI, je test différentes valeurs de composants (résistances de gate, de saignée), j'ai même testé la diode en parallèle sur la résistance de gate, toujours sans amélioration !!!

@lion10 :
En fait, plusieurs problèmes.
Le premier et le plus grave est que je n'arrive pas à obtenir d'étincelles donc pas d'électro-érosion avec mon nouveau montage, dont voici le schéma:

Le second problème est que j'ai des pics de surtension (voir oscillogrammes page 17, message #253) qui m'interdisent toutes mesures en situation avec mon oscilloscope sur PC. (Un "Velleman" PCSU1000)
Le logiciel plante instantanément dès que je branche la sonde!!!

Le driver de MOSFET est un MCP1407.

Voici une image du CI, coté composant:

J'ai agrandi le texte de la valeur des composants afin de rendre celui-ci plus lisible.

A plus.
Serge.