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Moteur pas à pas - Application au pilote automatique

Discussion dans 'Electricité, variateurs, convertisseurs et moteurs' créé par hydromaxime, 7 Juin 2012.

  1. hydromaxime

    hydromaxime Nouveau

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    Bonjour à tous,
    faisant de la course au large, je souhaite réduire la consommation de mon pilote automatique.

    Il s'agit d'un système hydraulique dont la pompe utilise un moteur électrique à courant continu.
    Le système est assez basique, lorsque le moteur tourne, l'huile est déplacée et pousse le vérin. Le changement de sens du moteur électrique change le sens de poussée du vérin.
    Pour maintenir le cap, le calculateur fait donc tourner le moteur électrique durant de brèves périodes dans un sens ou un autre. La durée des impulsions dépend de la correction à apporter, elle est décidée par le calculateur.
    Ces à-coup génèrent d'importants pic de courant car il faut stopper le rotor et le redémarrer dans l'autre sens.
    Ce type de fonctionnement se rapproche assez d'un moteur pas à pas me semble t-il. D’où mon incursion sur ce forum.

    Je souhaite donc un coup de main pour le dimensionnement du moteur à choisir ainsi que pour son électronique.
    Le moteur actuel: 12V 110w max (plutôt 60W nominal) pour un couple de 3Nm.

    Cordialement,
    Max
     
  2. domi.U&M

    domi.U&M Compagnon

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    bonjour,
    à mon avis l'amélioration au niveau de la consommation électrique ne viendra pas du changement du type de moteur. elle viendra plutôt par une meilleur gestion hydraulique basée sur une vanne qui gérera l'inversion de sens du vérin, en conservant le même sens de rotation du côté pompe.
    après, vous pourrez optimiser la fréquence de démarrage de la pompe avec un réservoir tampon.
     
  3. masseykubota

    masseykubota Ouvrier

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    Bonjour,

    Il faut simplement revoir la gestion du moteur et éviter les re-corrections sans arrêt du moteur.

    Pour diminuer les pics de courant il faut simplement stopper le moteur hydraulique, attendre et le redémarrer dans l'autre, comme cela le freinage ne "pompera" pas de courant en plus.

    A+
     
  4. Charly 57

    Charly 57 Compagnon

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    Bonjour Max

    Ton problème est il lié aux pics de courant ? c'est certain que sur une batterie, ça ce ressent.
    Si c'est ça ton problème, le moteur pas à pas peut peut être t'aider mais la mise au point va être un peu compliquée et ne sera pas facilement dépannable au large.
    Pour limiter le nombre de pics de courants, il faut limiter le nombre de démarrages du moteur. Je vois deux possibilités:
    1°) Mettre un réservoir de pression
    - nécessite de modifier beaucoup le circuit hydraulique
    - ajoute du poids embarqué
    - ajoute des risques de fuite
    - ajoute des sources de panne ( électrovannes)
    - coût élevé en fonction des pressions utilisées

    2°) Réduire la précision du pilote automatique
    - Les bords seront plus longs
    - Ce ne sera pas très sensible sur de longues distances
    - coût nul

    Pour annuler les pics de courant avec le même nombre de démarrages de moteur, je vois une possibilité:
    3°) Mettre un composant électronique qui limite la pointe d’intensité
    - 500 grammes ajouté
    - facile à remplacer.
    - facile à by passer au large en cas de panne ( revient à l'ancien fonctionnement)
    - provoquera un temps de fonctionnement du moteur un peu plus long de quelques secondes car limitera la puissance au démarrage
    - se monte sur les fils électriques du moteur
    - précision du pilotage conservée
    - coût faible

    Pour la 3°) solution, j'ai quelques idées, mais c'est à toi de dire ce qui te pose problème.
     
  5. fxcnc

    fxcnc Apprenti

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    bonjour

    sur une installation hydraulique standard,les pompe hydraulique tourne en permanence et pour l'inversion du sens de déplacement des vérin, ont utilise des distributeurs,
    le sens de rotation de la pompe ne change jamais et il n y a pas de réservoir sous pression
    il y a les accumulateurs mais c'est encombrant, lourds , et difficile de mise en œuvre en toute sécurité
    il permette de limiter les chutes de pression due au fonctionnement de l’installation mais pas d'alimenter une installation

    un distributeur 5/3 a centre ferme devrais pouvoir convenir pour ce genre d'application
    le centre ferme permettant de maintenir la position du vérin

    pour le problème qui est poser
    si les pic et la fréquence de démarrage est élevé il peut être plus économique de laisse tourner la pompe en permanence
    sinon voir du cote des démarrage progressif si il y a pas une solution, avec comme inconvénient un temps de réaction

    @+
    fx
     
  6. moissan

    moissan Compagnon

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    un moteur pas a pas ne fait pas de miracle : il consomme aussi de l’énergie pour accélérer

    je dirait même pire : les moteur pas a pas ne sont pas optimisé pour le rendement énergétique , et risquent de consommer pire que ton moteur actuel !

    ce n'est pas pour rien que sur les gros machine CNC on abandonne les moteur pas a pas pour mettre des servo moteur meilleurs en rendement
     
  7. domi.U&M

    domi.U&M Compagnon

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  8. domi.U&M

    domi.U&M Compagnon

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  9. hydromaxime

    hydromaxime Nouveau

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    Bonjour à tous,
    merci pour toutes vos interventions.
    En effet je suis rentré hier d'une course et je n'ai pas encore les idées claires.
    Je reviens dans la discussion dés que j'ai dormis un peu,
    Bien cordialement,
    Max
     
  10. Charly 57

    Charly 57 Compagnon

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    RON ZZZZZzzzzz RON ZZZZZZzzzzzz

    Chut ! DODO !!!
     
  11. domi.U&M

    domi.U&M Compagnon

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  12. hydromaxime

    hydromaxime Nouveau

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    Bonjour à tous,
    je déterre un peu le post, l'hiver approchant mon bateau est au sec et je vais avoir plus de temps pour réfléchir à cette optimisation.
    Je crois que vous avez tous assez bien résumé la situation, le problème de consommation importante vient principalement du mode de fonctionnement. Le circuit hydraulique est basique, il n'y a pas de distributeur et l'inversion de sens du moteur électrique est nécessaire pour inverser le mouvement de la tige du vérin. Dans des conditions musclés, les fréquentes inversions de sens génèrent des pics de courant importants. D'ailleurs le constructeur du système hydraulique (Lecomble & Schmitt) n'est pas fou, il utilise un moteur universel très robuste. Ce type de pilote est particulièrement fiable de part sa simplicité/rusticité, le revers c'est sa consommation.

    Pour les options proposées:
    - adapter les réglages du pilote, c'est déjà ce que je fais météo permettant, cela a ces limites d’où ma démarche. Si le calculateur demande des inversions rapides du vérin c'est bien car il faut une réponse rapide à la barre.
    - modifier le système pour un circuit ouvert avec réservoir et distributeur, c'est la première chose à laquelle j'ai pensée. Pas sur que l'on gagne beaucoup. Il faudra une électronique intelligente pour stopper le moteur lors des périodes longues ou il n'y a pas d'ordre de barre (idéalement à corréler avec la force du vent)
    - remplacer le moteur universel par un moteur pas à pas, on oublie donc. Un moteur brushless serait plus adapté ?
    - installer un dispositif électronique qui limite le courant, cette solution est assez séduisante et serait utile dans le petit temps au portant et au prés en général. Pour bien faire il faudrait pouvoir régler la limitation facilement (potard) ou bien idéalement en fonction de la force du vent (info disponible sur une trame NMEA).

    On s’éloigne du sujet de ce forum mais bon, il s'agit toujours d’asservissement. En tout cas, merci à tous pour vos interventions.
    Cordialement,
    Maxime Sallé - Skipper du mini 6.50 FRA348 BONGO
     
  13. moissan

    moissan Compagnon

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    si tu limite le courant , le moteur demarera doucement , et le pilote automatique sera moins rapide

    il faut donc chercher le moteur aillant le meilleur rendement possible , pour pousser le plus possible avec le moins de courant : le moteur pas a pas n'a rien de meilleur que le moteur a courant continu : il est même souvent pire ! dans les machine CNC on se fout completement du courant consomé

    pour reduire la consomation , il faut non seulement le meilleur moteur possible mais aussi la meilleur transmission : l'hydraulique n'est pas reputé pour le meilleur rendement : si je devait faire ce systeme je ne mettrait que des engrenage entre la barre et le moteur electrique ... ou autre solution pour resembler a un verin : vis a bille

    l'hydraulique peut avoir un bon rendement aussi , mais a condition de mettre des très gros tuyaux : beaucoup plus gros que ce qui est standard ... les verin et les pompes hydraulique ont presque toute des trou de sortie trop petit

    il faut eviter aussi les pompe a engrenage , a rendement minable : il y a des pompe a piston bien meilleure ... mais difficile de trouver une pompe a piston tournant dans les 2 sens

    la meilleur solution sera donc une transmission entierement mecanique , avec un grand raport de reduction pour que le moteur tourne a peu près a la même vitesse qu'avec l'hydraulique , et il est bien possible que le moteur force beaucoup moins

    si la commande du moteur electrique est bien faite il est même possible que le moteur recupere de l'energie dans certaine phase du mouvement ... avec de l'hydraulique qui a beaucoup de perte ça ne risque pas d'arriver , mais avec une belle transmission mecanique sans frottement il ne serait pas impossible de voir l'amperemetre faire des bond a l'envers quand ça navigue !

    bien sur il faut que le systeme de commande du moteur l'accepte ! certain variateur pour moteur electrique ne trouvent rien de mieux a faire que de griller quand on les prend a rebrousse poil
     
  14. deuxcinq

    deuxcinq Compagnon

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    Bonsoir,
    Ayant l' expérience des pilotes auto tant pour l'installation que pour l'utilisation, je dirai que
    tout ce qui a été proposé ci-dessus existe déjà ou a été essayé (et bien d'autres choses encore . . .)
    Autrement dit le tour de la question a déjà été fait et refait.
    Le meilleur système de motorisation reste à mon avis l'électro-pompe hydraulique reversible
    comme celle utilisée par hydromaxime ( hormis les pompes non réversibles avec distributeur pour les
    gros bateaux), la petite pompe hydraulique Lecomble et schmitt RV1 réglable est parfaite et inusable.
    (mais doit être placée bien au sec)
    Concernant le rendement : choisir des tuyaux de qualité de 8 ou 10mm intérieur mini le plus courts
    possible. Le fluide hydraulique Dextron généralement conseillé (parce qu'on le trouve partout)pourra
    être avantageusement remplacé par moins visqueux ( j'utilise Fuchs 10S ) , intéressant si le matériel
    est en bon état, particulièrement par temps froid.Un réglage excessif du débit peut nuire au rendement.
    Concernant la consommation : le vérin doit vaincre le couple du safran (bien compensé c'est plus facile)
    et le moteur fournit et consomme ce que lui demande le calculateur et c'est peut-être là que l'on peut
    gagner quelque chose. Un bon pilote avec gyromètre, de la dernière génération avec ses nombreuses
    possibilités, bien réglé, maintient parfaitement la route et consomme assez peu, sans doute pas beaucoup
    plus que les unités de puissance linéaires.
    Cordialement
     
  15. moissan

    moissan Compagnon

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    Moteur pas à pas - Application au pilote automatique
    l'inteligence et la precision du pilote automatique a une grosse importance sur la consomation : c'est comme un marin experimenté qui tient la barre : il maintient le cap correctement sans ce fatiguer beaucoup , en faisant juste ce qu'il faut : un debutant a la place n'en finira pas de donner des grand coup de barre , et se fatiguera beaucoup sans tenir un cap plus precis

    je n'ai jamais utilisé de pilote auto electronique ... j'ai plutot connu les regulateur d'allure entierement mecanique :

    une grande pale en l'air detecte le sens du vent , en cas d'erreur d'allure ça fait bouger une pale qui trempe dans l'eau et utilise la vitesse de l'eau pour amplifier le mouvement , mais n'a pas encore assez de force pour commander la barre : il y a sur le safran un petit aileron fletner qui est plus facile a commander ...
     
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