Modification Freinage par variateur sur tour H.Batignolles 165B

[den's 12]

Bonjour, je souhaiterais installer un variateur de fréquence sur mon tour H Batignoles principalement pour obtenir un freinage EFFICACE simple, fiable et sans entretien..., (+ intérets communs d'un variateur).

Ayant un budget de bricoleur limité, et une utilisation ponctuelle je souhaiterais une solution trés abordable.

Sur la toile j'ai trouvé ce petit variateur chinois apriori dimensionné au besoin, compatible avec l'ajout éventuel d'une résistance de freinage.
https://www.aliexpress.com/item/4000588501108.html?spm=a2g0o.cart.0.0.26f13c00XxMCxV&mp=1

ici la doc , en anglais désolé mais c'est toujours mieux que le chinois, (support technique de Sako inexistant ou en chinois, très compliqué de demander des détails techniques)
http://www.sakohz.com/download/20190124124714147.pdf

si j'ai bien compris en gros il y a 2 principales stratégies pour arrêter un moteur asynchrone par VFD (variateur)

-soit Freinage par injection de courant continu dans le moteur par le VFD (apriori fonction de base et répandue sur la plupart des VFD ?, mais chauffe du moteur ..)

-soit freinage dynamique rhéostatique c'est a dire transformation de l'énergie en chaleur, dissipée par une résistance externe a ajouter a un VFD compatible (moteur chauffe moins ? et .... ? )

1. Quelqu'un peut il compléter les avantages et inconvénients des 2 principes de freinage / me corriger ?
2. le quel des 2 serait le plus adapté a mon application sur un tour ?
3. le variateur chinois que j'ai trouvé as t'il bien la fonction Freinage par injection de courant continu de base ? j'ai vue des paramètre pour ce dernier "DC Breaking" dans sa doc (voir page 36/72 du manuel PDF)
4. Le moteur est d'origine, des années 40, est il quand meme compatible avec une VFD ou pas ?
5. quelle vitesse max de rotation du moteur puis je ésperer obtenir avec un VFD ? (au dela sa vitesse nominale)

Ma config :

Réseau 380V

utilisation amateur 5 a 10 heures par semaines
20 à 30 démarrage/ arréts max par heures
Moteur asynchrone 380V 5KW 2850 RPM couplage 220v/380V (pas de plaques, corps en tole, sans aillettes)
Arret en moins de 5 secondes espéré

Merci bonne journée

 

[Berola]

Bonjour
Et le freinage par frein a disque voire a bande commandé électriquement .??
C'est toujours bien efficace et simple a faire .
@+

 

[petit_lulu]

salut,
quoi qu'il arrive, le freinage "electrique" est toujours par injection de courant continu dans le moteur.
lors de ce freinage, le moteur devient generateur donc le variateur a sa tension qui augmente.
le variateur est fait pour accepter une certaine augmentation de tension et il est fabrique pour limiter cette surtension a une certaine valeur.
lors du freinage, le variateur va injecter du courant dans le moteur et le reguler a une certaine valeur pour limiter cette surtension d'ou le freinage en un certain temps voir ... en un temps certain pour les charge avec beaucoup d'inertie.
si tu ajoute une resistance externe, le variateur va s'en servire pour absorber une partie de la surtension donc un freinage plus rapide du moteur.
si la puissance du moteur est adapte a la machine (ce qui doit etre le cas normalement), je pense que le freinage va prendre moins de 5 secondes sans problemes.
perso j'ai un petit tour "chinois" avec un moteur de 0.75KW, a vitesse maxi (2000t/m) je freine jusqu'a l'arret en moins d'une seconde.
attention au variateurs chinois, ils sont calcules tres juste pour la puissance donnee, prevoir le modele superieur ou alors passer dans une "grande" marque connue et reconnue (schneider, siemens, sew, nidec, ....)
chez schneider par exemple que je connais bien, il y a plusieurs modeles dont les variateur "HVAC" qui sont les parents pauvres de la gamme alors que ceux qui ne sont pas HVAC sont des variateur industriels avec des coefficients plus haut mais chuuuuuttt.....meme chez schneider ils ne veulent pas le dire.
normalement, si les reglages sont bons, il y a moins de risque pour le moteur, meme pour ceux qui sont anciens.

 

[den's 12]

Bonjour
Et le freinage par frein a disque voire a bande commandé électriquement .??
C'est toujours bien efficace et simple a faire .
@+

Bonjour, Le systeme d'origine est une bande souple de ferodo qui viens ceinturer un cylindre en sortie de moteur , pas trés performant surtout aprés 80 ans, remplacé par un petit disque de voiture et etrier de frein, fonctionne bien, mais la masse du disque crée beaucoup trop d'inertie au démarrage, le tour est trés long a démarrer, remplacé ensuite par un disque de quad, mais globalement les disques ne sont pas concu pour tourner a 2750 ou 3000 tr min, cela génère beaucoup de chaleur, de bruit, et ca vitrifie les plaquette, c'est pas optimal du tout. Je cherche queleque chose de plus "mecanique" et serieux.

 

[den's 12]

salut,
quoi qu'il arrive, le freinage "electrique" est toujours par injection de courant continu dans le moteur.
lors de ce freinage, le moteur devient generateur donc le variateur a sa tension qui augmente.
le variateur est fait pour accepter une certaine augmentation de tension et il est fabrique pour limiter cette surtension a une certaine valeur.
lors du freinage, le variateur va injecter du courant dans le moteur et le reguler a une certaine valeur pour limiter cette surtension d'ou le freinage en un certain temps voir ... en un temps certain pour les charge avec beaucoup d'inertie.
si tu ajoute une resistance externe, le variateur va s'en servire pour absorber une partie de la surtension donc un freinage plus rapide du moteur.
si la puissance du moteur est adapte a la machine (ce qui doit etre le cas normalement), je pense que le freinage va prendre moins de 5 secondes sans problemes.
perso j'ai un petit tour "chinois" avec un moteur de 0.75KW, a vitesse maxi (2000t/m) je freine jusqu'a l'arret en moins d'une seconde.
attention au variateurs chinois, ils sont calcules tres juste pour la puissance donnee, prevoir le modele superieur ou alors passer dans une "grande" marque connue et reconnue (schneider, siemens, sew, nidec, ....)
chez schneider par exemple que je connais bien, il y a plusieurs modeles dont les variateur "HVAC" qui sont les parents pauvres de la gamme alors que ceux qui ne sont pas HVAC sont des variateur industriels avec des coefficients plus haut mais chuuuuuttt.....meme chez schneider ils ne veulent pas le dire.
normalement, si les reglages sont bons, il y a moins de risque pour le moteur, meme pour ceux qui sont anciens.

Bonjour, merci petit_lulu pour ton explication, je suis joueur alors je pense que je tenterais le chinois, le moteur fait 7 ch, soit 5,15 kw, et le variateur est un 5,5 kw il y a un peu de marge ca passera peut etre...

juste par curiositée, les résistance de freinage sont des résistances particulières ? ou si on monte une résistance style chauffe eau , radian, four... etc une puissance/ résistance adéquat ca fonctionnerais aussi?

Merci

 

[Berola]

Bonjour, Le systeme d'origine est une bande souple de ferodo qui viens ceinturer un cylindre en sortie de moteur , pas trés performant surtout aprés 80 ans, remplacé par un petit disque de voiture et etrier de frein, fonctionne bien, mais la masse du disque crée beaucoup trop d'inertie au démarrage, le tour est trés long a démarrer, remplacé ensuite par un disque de quad, mais globalement les disques ne sont pas concu pour tourner a 2750 ou 3000 tr min, cela génère beaucoup de chaleur, de bruit, et ca vitrifie les plaquette, c'est pas optimal du tout. Je cherche queleque chose de plus "mecanique" et serieux.

Bonjour
Un freinage mécanique doit être installé en bout de chaîne cinématique et non au début pour être efficace et endurant .

 

[osiver]

Je ne connais pas ce tour en particulier, il a un embrayage ou c'est moteur direct ? Il a l'air costaud,

si j'ai bien compris en gros il y a 2 principales stratégies pour arrêter un moteur asynchrone par VFD (variateur)

Oui deux mais pas exactement celles que vous pensez :
- roue libre (coasting), le variateur se déconnecte du moteur qui s'arrête sur son élan par les frottements.
- décélération, le variateur FORCE le moteur à ralentir en lui imposant une vitesse diminuant en un temps donné
L'injection DC, vient en COMPLÉMENT d'un ralentissement contrôlé alors que celui-ci n'est plus efficace, à basse vitesse jusqu'à l'arrêt. C'est pourquoi on paramètre une fréquence, une durée et un courant pour le freinage DC.
Pour produire la décélération, le variateur réduit la fréquence de sortie. À ce moment, le moteur asynchrone tourne (un poil) plus vite que la fréquence d'alimentation et se comporte comme un générateur. Il force le variateur à absorber le courant généré dans ses condensateurs du bus DC et/ou une résistance de freinage. Mais comme le moteur n'a pas de source d'énergie propre, ça le ralentit jusqu'au moment où il tourne à la vitesse imposée par le variateur, et ainsi de proche en proche. Pas de source d'énergie, vraiment ? Hé bien ... et la masse de tout ce qu'il entraîne ? Ah oui, faut ajouter l'inertie de la pièce, mandrin, broche, boîte de vitesse ... Sur un tour d'établi, on peut peut-être les négliger, pas sur un gros tour.
Du coup, le variateur ne peut pas arrêter trop rapidement un moteur un peu costaud comme le vôtre, il se mettra en défaut de surtension ou il grillera s'il n'est pas protégé correctement.
Est-ce que l'on peut espérer un arrêt en moins de 5s ? Oui mais guère en dessous de 2s à mon avis.

 

[osiver]

si on monte une résistance style chauffe eau , radian, four... etc une puissance/ résistance adéquat ca fonctionnerais aussi?

oui.

le variateur chinois que j'ai trouvé as t'il bien la fonction Freinage par injection de courant continu de base ?

oui.

Le moteur est d'origine, des années 40, est il quand meme compatible avec une VFD ou pas ?

Faut essayer mais rares sont le moteurs complètements rétifs.

 

[den's 12]

Merci Osiver pour ces réponses,
le frein d'origine pince en fait le corps du flector couplant la boîte et le moteur, ce frein était simplement actionné par un levier depuis une pédales à l avant du tour, c'est le pied de l'utilisateur qui crée la force de freinage, et il y a un fin de course pour arrêter le moteur en même temps, voir plan

alors oui le mieux serait d'avoir un frein plus prêt de la broche, après démultiplication, ça serait plus efficace mais ce tour n'est pas fait ainsi..

ce que je comprends Osiver, c'est que l injection DC est plustot pour accompagner une décélération douce, mais pas assez performant pour permettre un arrêt Rapide avec forte inertie.

c'est la qu une résistance additionnelle devient utile et permet un freinage efficace est durable, c'est bien ça ?

Concernant N max,

j'ai potassé un peu la doc et j'ai vue que la fréquence max du vfd peut atteidre 500Hz, mais j'ai lu quelques par que en général on ne peut pas augmenter plus de 150% la fréquence et donc la vitesse d'un moteur asynchrone, à cause de la chute du couplé, c'est bien ça ?

donc si je suis cette logique, je ne dois pas aller au delà de 75hz et j'obtiendrais environ N max 4500 tr./min? si c'est bien proportioned?

Merci, j'ai trouvé dans une autre discussion un certain nombre d'utilisateur qui possèdent ce modèle de variateur, j'espère avoir un retour sur sa fiabilitée.

 

[osiver]

ce que je comprends Osiver, c'est que l injection DC est plustot pour accompagner une décélération douce, mais pas assez performant pour permettre un arrêt Rapide avec forte inertie.

Pas exactement, le freinage DC sert surtout à terminer l'arrêt par ailleurs initié par une décélération. Disons pour chiffrer que de 50Hz à 5Hz le variateur est en décélération mais celle-ci n'est plus guère efficace en dessous, on complète alors par l'injection DC par exemple 1/2s ça suffit à stopper net le moteur.
J'ai fait une "démo" d'arrêt de mon petit tour ici :

Arrêt d'un moteur tri + inventer en 0,5 sec.

Bonsoir à vous tous, je suis en pleine réflexion sur la mise en place de mon moteur tri+ inventer et son réglage rapide des arrêts. d'ou ma question : quel danger ou existe t il un danger pour la durée de vie du moteur (bobinage ? les roulements ? etc ?) lorsque l on freine son moteur avec le...

www.usinages.com

C'est décélération + injection DC à la fin

c'est la qu une résistance additionnelle devient utile et permet un freinage efficace est durable, c'est bien ça ?

La résistance en elle-même n'a pas d'effet sur le freinage, c'est juste qu'elle permet au variateur de dissiper l'énergie renvoyée par le moteur donc autoriser des décélérations plus rapides et fréquentes. Cela dit, elle ne protège pas des alarmes de surintensité ou surtension en décélération.

 

[petit_lulu]

juste par curiositée, les résistance de freinage sont des résistances particulières ? ou si on monte une résistance style chauffe eau , radian, four... etc une puissance/ résistance adéquat ca fonctionnerais aussi?

Merci

comme le dit @osiver , en effet ca fonctionne tres bien avec n'importe quelle resistance du moment quelle est de la bonne valeur et de puissance adaptee ou superieur mais pas inferieur sinon...pouff la resistance

 

[den's 12]

Bonjour, bien compris petit lulu, chouette j'avais toujours rêvé de chauffer mon atelier pendant l'hiver avec mon tour

D'après des tableaux que j'ai trouvé, la résistance pour cette gamme de puissance de 5,5 KW serait une résistance de 800 W avec 100 ohms de R

Déjà cette donnée change d'un tableau a un autre, certain préconisent 1000 w ou plus a la place, mais comment ce fait il que certaines résistances, pour une même puissance, n'ai pas la même valeur ohmique , par ex dans le dit tableau on voit des résistance de 300 W avec aux choix 100, 250, ou 400 ohms

Quelqu'un connais une formule ou une méthode un peu moins aléatoire pour définir la puissance et la R dune résistance de freinage ?

Concrètement, quel type de courant y est envoyé ? c'est du DC , AC ? une idée de la tension ?

Merci

 

[petit_lulu]

salut,
il n'y a pas de formule, il faut juste suivre les preconisations du constructeur.
la tension c'est du continu.

pour le fonctionnement d'un variateur, celui-ci contient dans l'ordre:
1- pond de diode redresseur donc passage du 50Hz en continu.
2-condensateurs pour "lissage" de la tension continu.
3-trois ponts en demi-H pour le decoupage du continu vers 3 sorties pour creer les 3 phases.
4-un circuit de "connexion" des condensateur (continu) vers la resistance de freinage

chaque pont contient un systeme a diode pour connecter la sortie (phases moteur) vers l'entree (continu) si la tension de sortie est superieur a l'entree d'ou la surtension sur les condensateurs lors du freinage.
ca permet egalement d'eviter les surtensions lors de la coupure d'une charge inductive.

il m'est arrive une fois de brancher le 400V sur la sortie moteur d'un variateur (on discute avec quelqu'un et on fait une connerie) et le variateur s'est allume normalement.

petit synoptique d'un variateur:

bien sur il manque la resistance de freinage.
elle est en // sur le condensateur en vert et commande par un transistor (interupteur).
la resistance en vert permet de mesurer le courant consomme par le variateur.
la resistance rouge est une resistance de demarrage pour limiter la pointe de courant lors de la mise sous tension du variateur avec le condensateur vide.
le pont de diode est noir a gauche cote "reseau"
on vois bien les 3 ponts en demi-H sur la droite (en bleu) et les diodes qui permettent de renvoyer les surtensions sur le condensateur, elles ont la meme configuration que le pont de diode en entree.

 

[osiver]

C'est du continu.
On trouve des formules chez Schneider :

External Braking Resistor

et des tableaux en fonction des modèles chez la plupart des constructeurs, ici ABB :

https://www.abbnow.com/DefaultFilePile/WebImages/Icons/IDW-Images/Accessory-Documents/Brake-Resistors-Choppers.pdf

Les valeurs varient en fonction des utilisations singulièrement le rapport cyclique.
Il y a même un calculateur en ligne :

Braking Resistor Calculator for VFD | Braking Resistance Calculation

Braking Resistor Calculator from KWK allows you to calculate Continuous & Braking Power from Known Motor Power. To calculate the right size of the resistor you need the data of the load cycle: brake time or duty cycle and the total cycle time. This is useful as dynamic braking resistor...

www.kwk-resistors.in

 

[petit_lulu]

@osiver , le calcul de la resistance c'est bien sauf que seul le constructeur est capable de dire quel courant peut suporter le transistor de commande de la resistance.
donc une valeur trop faible et pouf le transistor.

 

[osiver]

Tout à fait et c'est pour ça que le calculateur demande la résistance min (donnée par le constructeur).

 

[petit_lulu]

ha, desole mais j'ai regarde la page "en biais"

 

[den's 12]

Merci pour vos réponses, je vais creuser dans ce sens

 

[pc07]

Salut, sur mon hermes, moteur+ variateur chinois 2.2KW (basique!), le freinage est super efficace sans ajout de resistance (j'ai essayé d'en mettre une, aucun changement...) il faut jouer sur les parametres desceleration/ temps de freinage, la broche s'arrete en moins d'une seconde!
Comme je l'ai déja dit sur le site, un freinage trop brutal provoque sur ma machine le desserrage du mandrin de 160 vissé sur le nez de broche (gare les arpions!)

 

[ETI]

comment ce fait il que certaines résistances, pour une même puissance, n'ai pas la même valeur ohmique , par ex dans le dit tableau on voit des résistance de 300 W avec aux choix 100, 250, ou 400 ohms

Bonjour
Il ni a pas de liaison entre puissance et valeur ohmique : ce sont deux caractéristiques différentes d'une résistance.
La valeur ohmique, tu ne peux que la mesurer avec un multimètre.
La puissance influe directement sur la grosseur de la résistance : une résistance de 1/4 de watt est grosse comme un grain de riz, une résistance de 2000 watts (par exemple de four) pèse 500 g et tient de la place !

 

[pc07]

Den's c'est le courant max que supportera la résistance (à temperature max admise par le constructeur ) qui compte selon la formule derivée de la loi d'ohm: P= RxI²