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Fonderie electrique - PROJET

Discussion dans 'Fonderie' créé par CmC, 11 Avril 2012.

  1. CmC

    CmC Nouveau

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    Fonderie electrique - PROJET
    Bonjour a tous !

    Je vous présente mon projet : je souhaite construire ma propre mini-fonderie pour gouter aux joies de la métallurgie.

    Connaissances :
    • Soudure à l'arc, au MIG, au fer a souder
    • Solides en électronique
    • Menuiserie
    • Un peu de logique et de bon sens

    Comme il est assez facile de construire toute la structure de l'engin, je ne vais pas m'attarder sur ce point (promis des photos viendrons) mais j'aimerais toute de suite me focaliser sur la partie électronique de la bête :P

    Que faut-il prendre en compte ?
    Tout d'abord, il s'agit de fixer les capacités de la fonderie. Nous sommes d'accord, on ne se lancera pas dans la fusion de titane ou autre métaux dont le point de fusion est élevé. Je souhaite rester dans un domaine de températures acceptables à savoir la fonte d'aluminium (700°C-900°C) et/ou la fonte de bronze (1000°C-1150°C). On fixera donc la température de fonctionnement du fourneau à maximum 1200°C.
    Ensuite, comme mentionné auparavant, je souhaite le faire fonctionner à l'électricité. Certains d'entre vous dirons qu'il ne s'agit pas de la méthode la plus efficace mais je trouve qu'il s'agit de la plus simple à mettre en oeuvre. Je m'oriente donc vers une résistance chauffante du type kanthal a1 qui sont conçues pour résister à un maximum de 1400°C (j'ai entendu dire).
    En fouillant dans le projet de Phil, j'ai trouvé comme valeur de puissance 3200W. Comme son travail semble fonctionner à merveille, je suppose que cette puissance doit suffire pour la fusion de petits volumes.

    :arrow: Mon problème est le suivant : Comme je souhaite utiliser un microcontroleur pour jouer le rôle de thermostat, je ne sais ni quel relais utiliser pour parvenir à commander une pareille puissance ni quel thermocouple prendre et où le placer (à l'intérieur proche des résistances ou dans le creuset ou en contact de creuset ? ). J'ai pensé m'orienter vers les Triac qui sont faciles à utiliser mais je redoute ne pas en trouver d'adapté.
    :arrow: Ma question est la suivante : Quelle résistance utiliser ? (diamètre, longueur, bobinage) Comment gérer une telle puissance.

    :idea: Je serais ravi de recevoir vos idées, vos questions, vos exclamations, etc ... Ici c'est open bar ! :-D

    Merci à tous ! 8-)
     
  2. Kesuny

    Kesuny Ouvrier

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    Fonderie electrique - PROJET
    Vaut mieux utiliser des contacteur, C'est beaucoup plus simple a mettre en œuvre, et c'est plus sur aussi, (c'est ce qui est asse rependu dans l'industrie !) Que possède tu comme installation électrique abonnement mono ou tri 400V?
     
  3. CmC

    CmC Nouveau

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    Fonderie electrique - PROJET
    Je suis en mono !
    Mais avec un contacteur, je ne pourrais pas vraiment régler la température si ? C'est du type numérique : 1/0 non ?
     
  4. patduf33

    patduf33 Administrateur

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    Fonderie electrique - PROJET
    Bonjour
    La variation de température quant ton four est à température, et si il est bien isolé, permet la régulation par contacteur
    Les régulateurs de courants, basique ne tienne pas longtemps, à moins de mettre du haut de gamme avec de bon radiateurs de refroidissement, voir de les ventilés
     
  5. 59JAG

    59JAG Apprenti

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    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  6. Kesuny

    Kesuny Ouvrier

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    Fonderie electrique - PROJET
    Mettre un contacte statictic revien a plus cher et c'est mois sure ( pour moi) qu'un contacteur. Si tu veux je pourais te fair un petit schemat pour réaliser ton four :)
     
  7. DEN

    DEN Compagnon

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    Fonderie electrique - PROJET
    Il existe plein de schémas à thyristor pour ce genre d'application,
    je vois vraiment pas l'intéret a mettre en oeuvre un microcontroleur,
    si besoin je peux vous en scaner (livre de la General Electric sur les thyristors et leur applications).
    Penser à un thermocouple et a tuner correctement la boucle de retroaction, radiateurs pour les thyristors.
    Cordialement,
    Den

    P.S. : pour une solution de regulation ON/OFF, le triac est aussi une très bonne solution, on en trouve fassilement dans les gammes de
    30 - 40 A.
    Pour une solution en boucle ouverte (un four a des temps de reponse assez long), chercher une solution de gradateur a Triac (sorte de double thyristor)
    hyper facile à faire (5-6 composants), et il est facile d'en trouver des 30-40 A pour une bouchée de pain...
     
  8. michelfrance

    michelfrance Apprenti

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    Fonderie electrique - PROJET
    Il existe des composants actifs de puissance de coût raisonnable et très performants. Il faut regarder sur les sites de distribution de composants électroniques comme selectronic, radiospares, etc ... (rubrique relais statiques). Par exemple le relais à MOS de puissance réf. HFS15 (220V/380v - 25A) ne convient-il pas pour ton montage ? Sauf exigence d'une régulation de température au 1/10°C, une régulation en tout ou rien à hystérésis est suffisante. Il existe aussi des régulateurs de température intégrés.
     
  9. nopxor

    nopxor Compagnon

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    Fonderie electrique - PROJET
    Bonjour,
    C'est exact.
    J'utilise personnellement un four ETR de 3250W (modèle 803S) pour la fusion de bronze pour des coulées d'environ 3Kg avec de bons résultats. Ce four était destiné à l'origine au traitement thermiques des aciers, mais il convient parfaitement à cet usage.
    Je trouve beaucoup d'avantages à la fusion électrique. Meilleur contrôle, plus de sécurité, plus propre et finalement assez économique.
    J'utilise aussi un four KERR de 2500W pour la cuisson des revêtements (fonte à cire perdue). Les cycles de cuisson de plus de 15 heures doivent se faire avec des paliers précis à différentes températures.
    J'ai dédié un vieux PC au contrôle du four.
    J'ai réalisé une carte toute simple d'entrée sortie à base de 8255 qui capte la température du four par conversion analogique numérique. Elle a un simple relais en sortie (commandé par un optocoupleur + un transistor).
    Je ne sais plus combien d'ampères fait le relais, mais un relais de 30A coûte 10€....
    J' ai écrit un programme qui me permet de choisir mes cycles et qui fixe les consignes de t° en fonction du timing .
    Il effectue tout le contrôle et m'affiche ou m'imprime un beau graphique au final :mrgreen:
    Bon vous me direz, qu'un pc pour ça c'est beaucoup, et un simple pic ferait la même chose. C'est vrai, mais c'était il y a une dizaine d'année, et un 486 à 40 Mhz ça tourne comme une horloge pour ce genre d'appli... :-D
    J'ai insallé un capteur de sécurité incendie couplé à un système d'alarme.
    Avec ce dispositif, je programme la chauffe en soirée, je dors tranquille sur mes 2 oreilles, et le boulot se fait tout seul pendant la nuit. Le cylindre est prêt pour la coulée le lendemain.

    Pour le capteur, il faut utiliser un thermocouple. J'ai récupéré son signal au niveau du galvanomètre. son positionnement n'est pas critique au mm près... Il faut pas trop l'exposer quand même à du métal en fusion.
    Pour les résistances il faut bien sûr du fil résistif industriel dédié.


    Je crois dailleurs que j'en ai (mais ou ?... :7hus5: ) Si je cherche un peu, je devrais sûrement retrouver des thermocouples aussi :lol:

    J'ai aussi un petit four (fusion) de plus faible capacité dont je devrais bientôt me séparer.
     
  10. CmC

    CmC Nouveau

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    Fonderie electrique - PROJET
    Wahou ! Merci pour toutes ces réponses rapides !

    Merci d'avoir confirmé la puissance! Si on fait le calcul on a donc une intensité de 3200W/220V = 15A. On est donc assez loin des 30A mais je pense qu'il faut arrondir à 20A la conso et donc que finalement, les 30A s'imposent quand même pour s'assurer de la stabilité de toute la machine !
    N'hésitez pas à poster vos plans, j'en serais ravi et je pense que ça aiderai plus d'un :supz:

    Par contre, je n'ai pas très bien compris comment fonctionne la régulation de l'ampérage. Dites moi si c'est faux : Si j'ai bien compris, on utilise un commutateur qui nous permet uniquement de faire du tout ou rien. A vrai dire, le triac fonctionne de la même manière sauf beaucoup plus rapidement ce qui au final revient à une véritable régulation de la température. Mais vu que le temps chauffe du creuset est de toute façon long, un commutateur suffit.

    Je ne suis pas très doué en dessin mais voici un petit schéma de ce que je semble avoir compris :

    Commutateur_four.png
    (le temps, on est d'accord, il est supérieur à 30min)

    Je vais tenter de répondre à chacun de vous :

    @patduf33,@59JAG : Ok ! Va pour le contacteur, il faut juste que je comprenne le véritable fonctionnement. C'est vrai que le problème des composants de type transistor c'est de chauffer beaucoup. Donc à gros ampérage, grosses pertes et gros risques.

    @Kesuny : Totalement d'accord ! Je ne crache pas sur le schéma :wink:

    @DEN : Comme dit auparavant, je pense laisser tomber cette idée, ça chauffe beaucoup trop (bien que ça soit le but du montage :lol: ). L’intérêt du microcontroleur c'est la simplicité de la gestion de la température : c'est beaucoup plus simple quand c'est automatique, c'est petit et finalement ça coute pas cher à utiliser (j'ai tout le matos déjà à la maison). Et puis ça permet de rajouter des petits + inutiles (LEDs, ércans, etc...) !

    @michelfrance : Je n'ai jamais utilisé ce type de composants. Les pertes sont-elles importantes ?

    @nopxor : (j'ai déjà donné pas mal d'infos dans les réponses précédentes 8-) ) C'est un système dans le même genre que je pensais concevoir. Un truc tout automatisé, par contre je ne lui ferais surement jamais autant confiance :lol: il faut vraiment être sûr du four pour dormir tranquille ! Je n'ai pas très bien compris où tu as posté le thermocouple, quel rapport avec le galvanomètre ? D'ailleurs, à quoi te sert celui-ci ? Uniquement à vérifier l'intensité consommée ? Sinon pour les thermocouples, je suis preneur si tu veux t'en débarrasser ! :P
     
  11. Kesuny

    Kesuny Ouvrier

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    Fonderie electrique - PROJET
    [​IMG]


    Donc pour le fonctionnement tu alimente la bobine sur le coter gauche (tu entre en A1 tu sort en A2) et quand tu aliment la bobine, les contact a droite se referme et laisse passer le courent sans chauffer, et quand il s'ouvre, les contact sont fait pour encaisser l'arc qui va se produire ( contacte en platine) un bon contacteur est fait pour faire plusieurs million de cycle

    [​IMG]


    Con contacteur que l'on peut trouver dans le commerce
     
  12. CmC

    CmC Nouveau

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    Merci pour l'explication ! C'est une sorte de relais électromécanique quoi :P
    Quelqu'un peut-il confirmer mon horrible schéma ?
     
  13. nopxor

    nopxor Compagnon

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    Bonsoir,

    Le thermocouple était déjà installé dans le four.
    Il est relié à un galvanomètre étalonné directement en °C.

    Donc dans un premier temps j'ai fait une série de relevés de températures avec les tensions associées mesurées.
    par exemple:
    3,5mV pour 100°C / 4,8mV pour 125°C /~~~~/ 19,8mV pour 500°C
    etc...
    Connaissant l'intervalle d'excursion de la tension, j'ai intercalé un ampli-op avec un gain voisin de 100 pour avoir une tension utile en sortie comprise entre 0 et 5V pour mon ADC804 (le standard de l'époque...)
    moyennant quoi, après conversion numérique, et filtrage numérique indispensable compte tenu de l'environnement bruité, j'ai ma température sur 8 bits ce qui me suffit amplement (je ne suis quand même pas maniaque à 4 degrés près pour la cuisson du revêtement).

    A l'époque je me suis bien pris la tête à essayer de comprendre pourquoi mes relevés de conversions étaient plutôt farfelus, et pas vraiment conformes à la tension appliquée en entrée. Je me souviens avoir tout vérifié, changé de convertisseur, bref j'étais prêt à lâcher l'affaire. J'ai alors programmé une série de plusieurs milliers d'échantillons de mesure que j'ai moyenné et là MIRACLE ! le résultat de la moyenne des conversions était conforme.
    En mesurant à l'oscillo, j'ai constaté que j'avais une composante périodique due à la tension secteur. cqfd
    Vive le Digital Signal Processing ! :smt007

    Une régulation en tout ou rien avec ce genre d'installation me satisfait pleinement.
    Ton schéma illustre parfaitement l'intégration des courbes. c'est une sorte de PWM à très basse fréquence :-D

    Théoriquement si tu veux démarrer un moteur ou un gros consommateur de puissance pour un temps court, le relais concerné doit actionner un contacteur de puissance (par exemple Merlin Gerin 25A Réf. 15377)
    Si tu veux l'actionner pour un temps long opte plutôt pour un télérupteur assez puissant.

    Pour les thermocouples, dès que je les aurais retrouvé... (à vrai dire va falloir que je range encore :roll: )je te tiens au courant en MP.
     
  14. CmC

    CmC Nouveau

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    Fonderie electrique - PROJET
    Ok ! Merci pour les précision !
    Mais ou se situe exactement le thermocouple ? :???:
    "une série de plusieurs milliers d'échantillons de mesure" :lol: Vive l'automatisation moi je dis !

    Pour le circuit de commande donc, il me faut juste trouver le bon actionneur. J'ai jeté un coup d'oeil sur ton contacteur de puissance, il vaut dans les environs de 67 € :shock:
    Je ne prévoyais pas un budget aussi énorme rien que pour cette pièce !Il n'existe pas une alternative plus économique ? J'ai trouvé ça Commutateur. J'ai peur que ça ne tienne pas le coup enfait !
    Sinon j'ai aussi ça Optocoupleur
    Vous avez utilisé quoi vous ?

    Je vous sort les plans de la bête d'ici lundi. Je m'inspire très largement du fourneau de Phil, il a vraiment du talent ! En attenant, j'ai déjà fait un petit stock de pièces à faire fondre (en vérifiant toujours bien l’absence de magnésium !)
     
  15. Kesuny

    Kesuny Ouvrier

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