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Frein Unelec avec variateur pour Z1C

Discussion dans 'Electricité, variateurs, convertisseurs et moteurs' créé par asgardatoi, 6 Octobre 2014.

  1. asgardatoi

    asgardatoi Apprenti

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Bonjour,
    Il y a un an j'ai acheté une Z1C.
    A 25 ans, étudiant en sciences sociales, je me suis découvert une passion pour la mécanique (allez savoir comment\pourquoi). Cinq ans plus tard, après une course délirante aux outils, toujours plus gros et indispensables, elle était là, dans l'atelier que je me suis aménagé dans un sous-sol de hlm.
    Alors que je n'ai aucune formation technique,que je suis parfaitement incompétent en usinage, que je ne me rappelle pas avoir eu de cours de physique ou de math, j'ai acheté cette machine. Elle est belle et je la considère comme ma plus grande richesse mais évidemment elle me cause quelques problèmes.
    Donc je l'ai démonté\remonté pour la faire entrer. J'ai changé le cablage électrique pour faire tourner les moteurs via des variateurs de fréquence alimentés en monophasé.
    Ce forum m'a été tres précieux pour réaliser tout cela.
    J'ouvre cette discussion sur les freins, j'espère que le problème n'a pas déjà été résolu ailleurs, mais j'ai consulté tous les posts que j'ai pu trouver sur la question sans trouver de réponse.
    Voici un des deux moteurs Unelec, on peut voir le frein derrière le ventilateur :
    [​IMG]
    C'est un frein de parking. Lors de la mise en tension du moteur, deux bobines en 220v induisent un champ magnétique dans 3 entrefers disposés à 120 degrés, l'embrayage comprimé par un ressort contre le ventilateur se décolle et le moteur est libéré jusqu'à la chute de tension d'arrêt.
    (photo du frein démonté posté par Bbr sur le forum)
    [​IMG]
    et voici le cablage des freins au bornier du moteur.
    [​IMG]
    Evidement lorsque l'on fait fonctionner le moteur avec un variateur, le frein ne se magnétise pas correctement puisque la tension\fréquence est modifiée.
    Il faut donc alimenter le frein indépendament du moteur et le déclencher par la sortie relais du variateur.
    Puisque les bobines sont en 220v et que je suis un peu con, je me suis dit que j'allais les alimenter en 220v mono.

    J'ai donc essayé de cabler les bobines en m'inspirant de ce schéma :
    http://i39.servimg.com/u/f39/19/00/65/02/unelec11.jpg
    la phase en vw et le neutre en zx, ce qui m'a donné un battement particulièrement bruyant du frein.

    - J'ai donc contacté Mr Labobine pour lui faire part de mon expérience. La réponse (rapide et aimable, merci encore) fut catégorique, il m'a confirmé qu'il n'était absolument pas possible d'alimenter ces freins triphasé en mono.
    -J'avais également contacté Mr Bbr (lui aussi très aimable) qui m'a fait cette réponse que je me permets de recopier :

    "En fait, comme ces freins n'ont pas de spire de Frager qui crée un déphasage et évite l'annulation du champ magnétique, si on l'alimente en monophasé alternatif on obtient un superbe ronfleur. :oops:
    La solution la plus simple pour contourner ce problème est d'alimenter le frein en continu.
    J'ai fait des essais avec un moteur de 3kW et un de 1,1kW : il y a plusieurs solutions possibles selon les tensions disponibles dans l'armoire, mais dans tous les cas il faut de la basse tension redressée simple ou double alternance.
    Solutions possibles :
    Transfo 110PM = c'est un transfo avec un secondaire 110V avec un point milieu, on a donc 2x55V et si on redresse on obtient du 55V "continu".
    Transfo 24V = si on redresse avec un pont on obtient du 24 "continu"
    En fonction de la tension continue que l'on peut fabriquer, c'est à dire du transfo que l'on a de disponible avec une puissance suffisante, on met les 2 bobines du frein en série ou en parallèle. Si l'enclenchement du frein est difficile on peut mettre un condensateur chimique qui permet d'augmenter la tension continue (au moins momentanément si la capacité n'est pas trop élevée, ce qui est d'ailleurs intéressant car une fois le frein collé il n'y a pas besoin d'une tension aussi importante pour le maintenir)."

    Merci encore pour cette réponse.

    Donc après avoir pris connaissance de l'existence des spires de Frager ( des anneaux de cuivre insérés dans les entrefers )
    [​IMG]
    [​IMG]
    J'en conclue (il faudra surement corriger) que cette spire est insérée dans l'entrefer pour être parcourue par le champ induit par une première bobines et induire elle même un second flux. Ce second flux déphasé par rapport au premier compense les oscilations du magnétisme induit par un courant alternatif.

    Bref dans mon cas mon frein vibre à 50hz si je ne me trompe pas.
    En triphasé, les deux bobines de mon frein étant connectées chacune à une phase différente, j'imagine que le flux induit par une compense la perte de flux de l'autre.

    Alimenter les bobines en courant continu semble donc la solution. C'est pourquoi je me permets de demander si quelqu'un sur le forum à déjà réalisé ce montage avec ces moteurs ?
    D'autre part, la solution pratique n'étant pas prépondérante dans mon cas (je n'ai pas besoin de freins en fait, ils étaient là c'est tout) quelqu'un peut-il m'expliquer pourquoi on ne peut pas créer ce déphasage entre les bobines, comme on le fait pour les moteur asyinchrone, avec un condensateur ?
    N'est-il pas envisageable de réaliser des spire de Frager avec du fil de cuivre dans les entrefert des freins ?
    En vous remerciant.
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  2. Labobine

    Labobine Modérateur

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Bonjour,
    Je vais un peu "engeuler" notre ami qui m'a bien questionné en MP mais sans m'avoir fourni la photo qu'il fallait parmis les 3 que j'ai vu (dont 2 avec la plaque signalétique).
    Celle qui est la plus importante est celle du frein démonté que je n'ai pas vue et ma réponse est toute autre :
    Le frein peut très bien fonctionner en mono 230v puisqu'il n'est branché que sur 2 phases..
     
  3. Labobine

    Labobine Modérateur

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    re,
    Je vais nuancer quand même ma réponse du mono car tous les freins que j'ai refait ont été branchés sur des moteurs fonctionnant en 380 et cela fait une paie et donc ma mémoire est trouble depuis, mais avez -vous repéré comment était branché les 4 fils, ne serait-ce pas 2 fils à U et V et 2 fils à X ?
    En fait il y a plusieurs possibilités, et où je soupçonne et que je ne me rappelle plus c'est que en couplage 380 le frein soit alimenté avec 2 phases sur les 2 entrées et le pont étoile sur les 2 sorties bouclées et en couplage 220, les 2 entrées par 2 phases et les 2 sorties bouclées par la troisième phase, et si c'est bien ce branchement le frein ne peut pas se brancher en mono.
    Avez vous déjà essayé sans que le moteur soit branché, le frein seul en mono ?
     
  4. asgardatoi

    asgardatoi Apprenti

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Suite à votre première réponse et aux explications de monsieur Bbr, je suis également convaincu que ces freins sont prévus pour du triphasé.
    Comme dit précédemment j'ai essayé de brancher le frein seul (sans moteur, sans variateur) en mono, et là, ronflement assourdissant.
    Je me suis également assuré du bon fonctionnement du frein en le connectant normalement au bornier du moteur (couplage triangle) avec le minimum possible de résistance au ventilateur. Il dé-colle parfaitement dans ce cas, sans autre bruit que celui du frein qui décolle.
    Pour le branchement des bobines du frein je ne comprends pas trop votre tournure de phrase mais je crois que c'est ça.
    Ci joint la fiche de raccordement trouvé sur le forum, déjà postée plus haut:
    [​IMG]
    J'en comprend qu'en triphasé 220 les 2 bobines sont raccordés entre les phases et en triphasé 380 entre 2 phases et le neutre pour être toujours à la bonne tension.
    L'avantage du montage des bobines de frein sur Z-V et X-W c'est que peut importe la position des barrettes, étoile ou triangle, il n'y a pas à toucher au cablage des bobines de freins. Elles sont toujours en 220v.
    Mes freins étaient cablés conformément à la documentation.

    Cabler les entrées de bobines en U et V et les sorties en X
    - Ne me semble pas possible en couplage étoile car les bobines 220 seraient parcourues par du 380, à moins qu'elle tiennent le 380...
    - En couplage triangle je ne sais pas trop ce que ça donnerai, une bobine serait alimentée entre 2 phase, l'autre serait en parallèle à la barrette sur une seule phase et je suppose qu'elle ne fonctionnerait pas. Si une seule fonctionne il y aurait probablement le même ronflement qu'en mono.
     
  5. brise-copeaux

    brise-copeaux Compagnon

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Salut,

    Sur un frein électromagnétique qui était sur un moteur 380vtri...donc deux phases sur le frein..et ensuite passer en 220 tri par l'intermédiaire d'un variateur, et bien le frein restait collé....la combine c'est d'y mettre un pont de diodes au moins 20 ou 40A je ne sais plus et ça marche le frein se décolle très bien.

    @ +
     
  6. Bbr

    Bbr Compagnon

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Bonjour,

    Les 2 bobines du frein sont conçues pour être alimentées en 220V-50Hz.
    Le branchement normal de ces bobines c'est :
    • En 220 tri : fil 1 bobine 1 sur phase 1, fil 1 bobine 2 sur phase 2 et les 2 fils 2 (bobine 1 et bobine 2) sur la phase 3
    • En 380 tri les fils 2 ne sont pas sur la phase 3 mais sur le point étoile du moteur pour avoir du 220 aux bornes des bobines.

    En fait lorsque qu'on change le couplage du moteur pour changer la tension de service, il n'y a pas besoin de déplacer les fils du frein si le câblage est fait conformément à la doc Unelec. 8-)

    Le problème lorsqu'on utilise un variateur de fréquence pour démarrer et faire fonctionner ce type de moteur-frein c'est qu'il faut alimenter le frein à l'aide d'un autre circuit pour qu'il soit décollé dès le début de la rampe d'accélération du variateur.

    En général lorsqu'on utilise un variateur pour alimenter un moteur tri d'une machine c'est parce qu'on n'a pas le tri à disposition et malheureusement ce type de frein a besoin de 2 tensions de 220V déphasées entre-elles pour fonctionner correctement. :oops:

    Le circuit magnétique du frein n'est pas conçu pour une spire de Frager (voir à ce sujet comment est fait le circuit magnétique d'un contacteur avec une bobine en alternatif). :twisted:

    Donc la solution la plus simple est d'alimenter le frein en continu, mais pas du 220V redressé. :lol:

    Etant dans ce cas avec ma Z1, j'ai fait quelques essais avec un câblage provisoire (j'ai eu besoin de la fraiseuse en début d'année pour réparer ma voiture) pour faire tourner le moteur de broche avec les sécurités de base (arrêt d'urgence et frein sur la broche, avances manuelles avec les volant :cry: ).

    Les mesures de résistances (en continu avec un contrôleur) que j'ai faites sur 3 freins différents sont :
    1. Moteur N° A34.2.0099 (avance 1,1 kW) : bobine 1= 55 ohms ; bobine 2 = 60 ohms.
    2. Moteur N° A41.2.0111 (avance 1,1kW) : bobine 1 = 60 ohms ; bobine 2 = 70 ohms.
    3. Moteur N° P774935 (broche 3kW) : bobine 1 =17,5 ohms ; bobine 2 = 21,3 ohms.

    La puissance absorbée par un frein (moteur 1,1kW) est de 60W en 230V-50Hz avec les 2 bobines en parallèle (ressorts détendus et armatures "collées").
    Nota : si on inverse une bobine par rapport à l'autre la puissance absorbée est de 370W...

    Récemment j'ai fait des mesures sur le moteur d'avance (N°41.2.0111 , 1,1kW , poids 32,5kg) après nettoyage et réglage du frein :
    Le couple de freinage est réglé à 15 Nm (le couple mesuré correspond au début de glissement du frein...), l'entrefer est de 0,25 mm.
    J'ai obtenu un enclenchement "limite" du frein avec 32V redressé double alternance non filtré en mettant les 2 bobines du frein en série.

    En utilisant le transformateur d'origine (220-380 + -15 / 110 PM), on peut fabriquer du 55V redressé double alternance avec 2 diodes (PM veut dire Point Milieu et donc le secondaire de ce transfo fait 2x55V - 50Hz).
    Ce 55V "continu" permet de faire fonctionner le frein sans problème avec les bobines en série (mesuré 51V,consommation 20W environ). Si problème on peut remonter la tension en mettant un condensateur de filtrage de 100µF/100V et on obtient du 68V continu environ.
    On peut aussi fabriquer du 24V "continu" en redressant du 24V-50Hz, dans ce cas il faut mettre les 2 bobines du frein en parallèle (mesuré 23V, 16W enclenchement sans problème).

    La solution que j'ai utilisée sur le moteur de broche en provisoire c'est du 24V redressé double alternance avec un pont ref MB3506 et un condensateur de filtrage de 470µF-63V, les bobines du frein couplées en parallèle.

    Attention : la solution avec le 24V du transfo de commande n'est pas conseillée à moins de mettre une boite de connexion et une gaine spécifique pour le frein pour ne pas mélanger la puissance et la commande.

    Personnellement, pour la version définitive, j'ai prévu d'utiliser le transfo 110PM pour alimenter les freins car j'ai besoin de 110V pour faire fonctionner la centrale de graissage automatique. Avec ce transfo dédié "Freins-Graissage", je contourne le problème des boites et cheminements séparés pour les freins puisque la commande sera faite avec le transfo 24V.

    Voilà, j'espère que c'est plus clair.

    Cordialement,
    Bertrand

    PS : Je ne peux pas mettre le schéma provisoire car mon PC est HS et celui que j'utilise en dépannage ne m'appartient pas et il n'a pas les bons logiciels. :mad:
     
  7. mecanix

    mecanix Ouvrier

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    bonsoir
    mon frein est cuit
    quelqu'un a il déjà rebobiné le frein et quel option a il retenu
    par exemple si alim en CC pourquoi refaire 2 bobines une seule bien calibrée serait suffisante
    le question c'est combien de tour et quelle section?
    je me doute bien que sa dépend du carré de l'entrefer mais vu la gueule que ça a et la presence de trois entre fer je n'en ai aucune idée
    reste la solution empirique :prendre un fil de section avoisinant l origine ,remplir l espace libre et faire un essai en charge avec un variac et un ensemble pont condo
    quand ça claque c'est que c'est bon
    joel
     
  8. Bbr

    Bbr Compagnon

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Bonjour Joël,

    Le plus simple puisque ton frein est cuit : c'est de le cuire un peu plus ! :smt033

    Je m'explique : si tu regarde la photo plus haut tu verras les 3 blocs du circuit magnétique du frein. En regardant de plus près tu dois apercevoir 6 lamelles de carton isolant qui ferment les encoches des blocs du circuit. En auscultant la photo tu verras qu'il y a 2 enroulements distincts concentriques, un dans les encoches les plus près du centre et l'autre dans celles à l'extérieur. Il suffit donc de découper "proprement" le ruban toilé qui enveloppe les 2 bobines ensembles entre les blocs du circuit magnétique et d'enlever les lamelles carton pour pouvoir extraire les 2 bobines (avec une petite chauffe si elles ne veulent pas obtempérer:twisted:). Une fois les bobines extraites en "bon état" il n'y a plus qu'à compter le nombre de spires de chaque bobine et de mesurer le diamètre du fil pour refaire des bobines neuves identiques avec du fil émaillé du même diamètre.

    Je ne suis pas expert en bobinage mais je suis sûr que Labobine pourra d'expliquer très précisément comment démonter et remonter les 2 bobines ainsi que tout les petits détails indispensables pour remettre ton frein en état.

    Cordialement,
    Bertrand
     
  9. Labobine

    Labobine Modérateur

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Bonjour,
    J'ai refait des dizaines et des dizaines de ces freins dans les années 70/80 où ces moteurs étaient très courant.
    Bbr a donné les explications : compter les fils et mesurer la section.
    La grosse difficulté est si on n'a pas le matériel nécessaire car il faut bien entoiler les bobines et imprégner et l'ensemble car sinon les vibrations font sauter les bobines.
     
  10. mecanix

    mecanix Ouvrier

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    bonjour mr Labobine et Bertrand
    la reproduction a l 'identique ne me posait pas plus de difficulté que ça ,le fond de la question est pourquoi refaire ce montage bizaroide si on peut passer en courant continu et au quel cas
    comment dimensionner l'enroulement pour du 24v = ou du 48v=
    de plus je comptais ne plus associer le frein à la la mise en route moteur inutile de freiner systématiquement ,je compte déverrouiller les freins à la mise en marche machine et avoir une commande de frein à la demande
    j'ai essayé mais c 'est vraiment sec ou alors je le passe au four
    j'ai du vernis à cuire et de la toile de verre pour transfo mais pas de carton pour les logements
    cordialement
    merci
     
  11. Papy54

    Papy54 Compagnon

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Je mets mon grain de sel peut-être mal à propos, mais si le moteur est commandé par un variateur de fréquence, en général, on peut définir la rampe de décélération ce qui revient à effectuer un freinage par le variateur, certain variateurs permettent également un freinage par injection de CC dans le moteur.
    Dans ce cas, le frein électromécanique est peut-être superflu?
     
  12. Bbr

    Bbr Compagnon

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Bonjour,

    Recalculer les bobines pour les utiliser en 24 ou 48VDC ne présente pas d'intérêt selon moi car d'après mes essais (voir explications plus haut) les bobines d'origines peuvent être utilisées avec du 24 ou du 48VDC selon le couplage réalisé. En rebobinant à l'identique ton moteur pourras être aussi utilisé normalement en tri 230 ou 400 alors qu'avec un bobinage recalculé pour du 24VDC il risque de ne plus pouvoir être remis en configuration d'origine. D'autre part si tu veux vraiment l'alimenter avec le 24V du circuit de commande il faudra séparer les borniers sur le moteur et donc ajouter une boite pour raccorder le frein : c'est impératif pour des questions de sécurité.

    Effectivement un variateur peut freiner un moteur mais ça n'est pas un frein de sécurité alors que ce frein mécanique en est un : coupure de courant = freinage et blocage (pas de blocage avec le variateur).
    Une commande de frein à la demande ne me parait pas judicieux : exemple sur arrêt d'urgence par action sur le bouton rouge "coup de poing".

    Je préfère la solution avec un contact temporisé à l'ouverture pour couper l'alimentation du frein (la tempo laisse le temps au variateur pour arrêter le moteur correctement), mais on conserve le freinage d'urgence (si défaut variateur ou coupure de courant par exemple) ainsi que le blocage du moteur lorsqu'il est hors tension.

    Cordialement,
    Bertrand
     
  13. richard71

    richard71 Nouveau

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Salut à tous, je déterre cette ancien sujet ca j'ai acheté moi aussi une Z1C récemment que j'ai retapé (j'ai pas eu le temps de mettre l'avancement sur le fofo, promis je le ferai).

    Je l'ai passé en 220v mono avec une commande des moteurs via un variateur 220v mono - 220 tri. J'ai donc logiquement eu moi aussi ces problèmes de battements des freins lors des premiers essais.

    Simplement je ne pense pas que ce soit un problème électrique de type déphasage ou je ne sait quoi car en détendant les ressorts, les freins ne battent pas et puis le schéma de couplage est clair, les freins peuvent êtres branchés en 220v tri donc il n'y a pas de raisons pour que ça ne fonctionne pas. Le fait que le variateur ne reproduit pas réellement un courant sinusoïdale mais un signale haché pourrait peut être poser problème mais j'ai vu sur des docs d'altivar qu'il était possible d'alimenter des bobines avec un variateur.

    Donc d'après ce constat, je pense que ça ne peut être qu'un problème mécanique lié à l'effort exercé par le ressort qui permet de plaquer le disque de frein sur sa piste

    J'ai d'ailleurs réussi à les faire fonctionner sans modifs simplement en réglant le ressort de chaque moteur qui fait pression sur le frein. en effet, la précontrainte des freins peut être réglée, je pense que le battement est simplement due au fait qu'il y a moins de force électromagnétique en 220 tri plutôt qu'en 380. J'en viens même à penser que les réglages avant que je ne passe en 220v tri étaient un peut trop tendus, car quand j'ai fait les réglages il n'y avait pas besoin de bander énormément les ressorts pour que ça stop les avances et la broche rapidement (sans poids sur la table certes).

    voila, moi j'ai relâché complètement les ressorts et j'ai serré petit à petit en faisant des essais de démarrage et d'arrêt pour trouver le bon réglage et ça marche.

    Par contre il faut paramétrer le variateur pour que la rampe d'accélération ne soit pas trop longue sinon on se retrouve avec un frein qui ne décolle pas de suite et un moteur qui commence à se lancer. Moi j'ai mis sur une seconde et ça marche. Je pense aussi qu'il ne faut pas paramétrer de décélération vu qu'il y a déjà le frein mécanique qui stop les mouvements

    Voila, en espérant que ça aidera.

    mecaniquement
     
  14. osiver

    osiver Compagnon

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Il faut aussi tenir compte de la courbe V/F, les variateurs ne fournissent pas la tension nominale aux fréquences plus basses ce qui pénalise le décollement du frein. 8-)
     
  15. Bbr

    Bbr Compagnon

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    Frein Unelec avec variateur pour Z1C
    Bonjour,

    Je rappelle ce que j'ai écrit précédemment :les bobines des freins sur les moteurs Unelec des Z1 sont toujours alimentées en 220V et ce quelle que soit la tension composée qui alimente le moteur (220V en triangle, 380V en étoile).

    Le réglage du frein doit être fait pour assurer un certain couple de freinage pour arrêter le mouvement (arrêt normal, arrêt d'urgence et coupure de courant) mais aussi de maintien à l'arrêt du moteur. La mécanique qui est entrainée par le moteur est dimensionnée pour supporter le couple maxi du moteur donc le couple de freinage du frein peut être réglé légèrement plus haut que le couple moteur afin d'empêcher un démarrage frein non alimenté (dans ce cas les protections du moteur doivent couper l'alimentation du moteur), ce couple de freinage ne risque pas d'endommager la mécanique (mais une fraise mal serrée pourrait bien se dévisser lors du freinage...).

    Cordialement,
    Bertrand
     
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