Dépannage Perceuse magnétique

  • Auteur de la discussion lacier
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E

effix

Compagnon
Bonjour,
Les conseilleurs étant rarement les payeurs, je ne trouve pas très malin de proposer à notre ami de faire des mesures en alternatif sur un EM en courant continu. Vu le courant mesuré en continu, la bobine doit être réalisée en fil très fin et la bobine mettra peu de temps à defuncter d’un échauffement local avant même d’avoir échauffé la masse métallique. Enfin c’est mon avis.
Pour ce qui est du schéma, pour moi, on est face à un EM alimenté sous 300V qui va présenter une belle tension de rupture. Le circuit se décompose donc en 2 diodes de roue libre et une varistance d’absorption les condensateurs étant la pour stabiliser l’ensemble. Les ponts redresseurs sont en général des 600V et la tension de rupture doit monter bien au delà
A+
Xavier
 
F

FB29

Rédacteur
@FB29 parlait de calculer l'inductance du bobinage.
Le schéma équivalent est donc une résistance, que l'on connait, 1 000 ohms, en série avec une self.

Graphiquement, la représentation en alternatif est un triangle rectangle dont l’hypoténuse est l'impédance totale, la résistance un des côtés, et l'impédance de la self de l'autre côté. Pythagore nous dit que le carré de l'hypoténuse est égal à la somme des carrés des deux autres côtés.

L'impédance totale mesurée est de 30 / 2,6 * 1000 = 11 000 ohms environ sur plaque acier
Et de 30 / 6,1 * 1000 = 5 000 ohms environ en l'air.

Par conséquent l'impédance de la self vaut racine carré [impédance totale ** 2 - résistance ** 2]

Sur plaque acier impédance de la self = [ 11 000 ** 2 - 1 000 ** 2] ** 1/2 = 10 950 ohms
En l'air impédance de la self = [ 11 000 ** 2 - 1 000 ** 2] ** 1/2 = 4 900 ohms

Cela confirme que je ne suis pas très malin, j'aurais dû voir de suite que l'impédance totale étant très supérieure à la résistance, l'impédance de la self est largement prépondérante :-D.

La valeur de la self elle même est L = impédance de la self / oméga et oméga vaut 314 en 50 Hz.

Donc L sur plaque acier = 10 950 / 314 = 34 H environ
Et en l'air = 4 900 / 314 = 16 H environ

je ne trouve pas très malin de proposer à notre ami de faire des mesures en alternatif sur un EM en courant continu
En fait, on voit que l'impédance en alternatif est entre 5 et 10 fois plus importante que la résistance série du bobinage. Par conséquent le courant est entre 5 et 10 fois plus réduit.

La source de tension de 30 V est elle même 7 fois plus basse que la tension secteur efficace. Par conséquent le courant est entre 35 et 70 fois plus réduit que lors de l'alimentation en courant continu 220 V.

L'échauffement par effet de Foucault se produit dans la masse métallique, pas dans le bobinage. Il faudrait donc que toute la masse soit chauffée à une température supérieure à la température maxi supportée par le bobinage pour créer une défaillance.

De ce point de vue faire un essai en courant continu est beaucoup plus risqué car toute l'énergie transmise est intégralement dissipée dans le bobinage.

EM alimenté sous 300V qui va présenter une belle tension de rupture. Le circuit se décompose donc en 2 diodes de roue libre et une varistance d’absorption les condensateurs étant la pour stabiliser l’ensemble.
Bien vu :smt041 Les effets d'une surtension de plusieurs kV peuvent en effet être désastreux :???:

D'où l'intérêt de faire un essai à basse tension et en courant alternatif pour réduire drastiquement le risque. Amha.
 
Dernière édition:
F

FB29

Rédacteur
Résultat de la simulation sous LTSpice. En vert la tension aux bornes de la bobine, en bleu le courant dans la bobine.

Sur plaque acier:

Electro aimant perceuse.jpg



En l'air:
Capture d'écran 2023-05-31 131017.jpg
 
Dernière édition:
L

lacier

Compagnon
... la bobine doit être réalisée en fil très fin et la bobine mettra peu de temps à defuncter d’un échauffement local avant même d’avoir échauffé la masse métallique. Enfin c’est mon avis.
Merci @effix de me mettre en garde contre le risque d'échauffement et merci pour l'explication du schéma. :prayer:
J'aurais été assez réticent de faire un essai avec du 230 V alternatif !

Ici l'essai se fait avec du 30 V alternatif et de très courte durée.
J'ai fait un premier branchement très bref en surveillant l'intensité, quand j'ai vu la faible intensité en jeu 6 mA maxi, j'ai continué les essais sereinement.


oh oui et pas qu'un peu! j'ai perdu tout ce que j'avais dans mon congélo :wink:
Alors il te reste juste à faire appel aux copains du forum pour venir t'aider à finir tout ce qui est en train de se réchauffer :wink:, et on peut s'occuper des liquides aussi :drinkers:
 
L

lacier

Compagnon
J'ai l'impression de faire un TP d'élec !
Dis moi @FB29 tu ne serais pas prof par hasard et tu me ferais faire une répétition d'un futur TP pour tes élèves ? :mrgreen:

En tout cas je suis bien content que tu te donnes la peine d'expliquer tout ça, c'est pas indispensable mais c'est quand même plus intéressant de comprendre comment fonctionnent les objets que l'on répare :smt023

Mes mesures de l'inductance :
Sur plaque acier le multimètre donne 9,2 H
En l'air la valeur de l'inductance est 8,26 H

pm19.jpg
pm20.jpg



Il y a une bonne différence avec les résultats du calcul.
Mes multimètres ne sont pas neufs et pas étalonnés... ou peut être mauvaise manip de ma part... autre cause possible... ?
 
L

lacier

Compagnon
Je reviens sur le schéma de la partie alimentation de l'électro aimant.
Après vérif je pense que mon schéma est juste.

pm schema01b.jpg


Une photo du circuit imprimé
pm21.jpg

J'ai dessiné les pistes du verso ainsi que les morceaux de pistes du recto cachées par les composants.
Il manque C1 et C2, j'attends ma commande composants pour tout remonter.
 
F

FB29

Rédacteur
@FB29 tu ne serais pas prof par hasard
Non non :-D ! Et de toute façon j'ai passé l'âge :smileyvieux:

une répétition d'un futur TP
Même pas 8-) ! Mais il faut dire qu'entre 16 et 26 ans j'en ai bouffé pas mal, des TP :wink:

c'est quand même plus intéressant de comprendre comment fonctionnent les objets que l'on répare
Je suis bien d'accord :-D !

Il y a une bonne différence avec les résultats du calcul.
Effectivement ! Mais pas tant que cela non plus. On aurait pu avoir des mH d'un côté et des H de l'autre. Ici on a un rapport de 2 à 4, ce n'est pas complètement délirant, on reste dans la même décade :-D.
 
L

lacier

Compagnon
Bien sympa ces simulations @FB29 ! :-D

Je ne m'étais jamais amusé à mesurer et observer l'effet de self, ou alors peut être à l'école mais j'ai oublié...
On voit bien sur la simulation l'influence de la self sur le temps que met le courant à atteindre son régime de croisière ! :smt023

1685574395284.png


1685574455638.png


1685574535759.png
 
L

lacier

Compagnon
Bonjour,

Les composants électroniques dont j'avais besoin sont arrivés. C'est ma première commande chez E44, ils sont bien placés en prix et ont été très rapides :smt023
Sitôt reçus, sitôt mis en place !
J'ai de suite testé le fonctionnement de l'électro aimant avec son alimentation normale.
Jusqu'à présent les tests avaient été faits avec :

1- Alim de labo limitée à 60 VDC, ça fonctionne, ça tient à la main mais ça se décolle en appuyant sur le levier de la descente sensitive. Résultat 60V 0.06A sur acier

2- Alimentation avec le secondaire d'un transfo en 24 VAC, ça n'aimante pas sur la plaque acier (ni sur le bois... :mrgreen:) mais ça nous permet de mieux connaitre les caractéristiques du bobinage. Résultat : 30V et 2.6mA sur acier, 30V et 6mA en l'air.

3 - Alimentation normale remise en état, le secteur 230V attaque un pont de diode suivi, pour absorber la tension de rupture, de 2 diodes de roue libre plus varistance plus 2 condensateurs. Merci à @effix et @FB29 pour les explications !

pm22.jpg

Résultats identique sur plaque acier et en l'air : 211 VDC 0.2 A


Bilan : la partie aimantation fonctionne, impossible de faire lâcher l'aimant en appuyant très fort sur le levier de descente. De ce côté là tout va bien, je suis content :-D, la machine va revivre et j'ai appris des choses :prayer:

Pour la partie moteur, l'essai fait il y a quelques jours montre que le moteur fonctionne à sa vitesse maxi, j'ai changé le triac, il me reste à mettre de l'ordre dans la câblage pour faire l'essai de la vitesse variable. La suite bientôt !
 
P

Papy54

Compagnon
Résultats identique sur plaque acier et en l'air : 211 VDC 0.2 A
C'est normal, c'est juste la résistance du fil de cuivre qui limite le courant.

Hors sujet: il me semble me rappeler que pour les contacteurs à bobine à courant continu, la fermeture du contacteur mettait en série "une résistance d'économie" pour diminuer le courant une fois le contacteur fermé.
 
P

Papy54

Compagnon
Sur le schéma, C2 est un chimique, est-ce que ce n'est pas 220µF plutôt que nF.
En // avec la self que représente la bobine ça aurait du sens?
l'ensemble améliorant le filtrage et permettant de mettre en phase le courant avec la tension.
 
G

guy34

Compagnon
salut ,
la tension est vraiment modérée ...... la varistance doit y être pour qq chose ; tu l'as changée aussi ?
A++++++
 
F

FB29

Rédacteur
Sur le schéma, C2 est un chimique, est-ce que ce n'est pas 220µF plutôt que nF
Sur le schéma de la simulation c'est un chimique, c'est moi qui me suis trompé de bouton en choisissant le modèle de condensateur. Mais la valeur est bien 220 nF.
 
L

lacier

Compagnon
Les condensateurs C1 et C2 sont identiques, ils font 0,22 µF.

la tension est vraiment modérée ...... la varistance doit y être pour qq chose ; tu l'as changée aussi ?
Je n'ai pas changé la varistance. J'ai une varistance neuve que j'avais commandée au cas où, mais compte tenu de la difficulté pour dessouder certains composants j'attends de voir s'il y a des signes qui mettraient en doute le bon fonctionnement de la varistance.
Le circuit imprimé est un double face et j'ai déjà abimé 2 pistes en dessoudant des composants. Du coup j'ai fait 2 straps pour réparer.
Quelle est la bonne méthode pour dessouder des composants sur ce type de circuit ?

Pour la varistance, comment la contrôler ? En faisant une surtension ? :mrgreen:

Pensez vous qu'il soit intéressant de brancher l'oscilloscope aux bornes de l'électro aimant pour voir ce qui se passe ?
Y a t'il des précautions à prendre ?
 
G

guy34

Compagnon
salut ,
Quelle est la bonne méthode pour dessouder
le but est d'obtenir des soudures liquides .... pas si facile en fait ; la température devrait cheminer mais le double faces , la taille des pistes ( qqfois pavé ) et pour finir cette peste de sans plomb empêche !!!! je vois 2 améliorations : le circuit réchauffé ( un peu ) et ajout de soudure plombée juste avant la pompe ; mais rien n'est sûr si les trous sont exigus , en plus ...
Pensez vous qu'il soit intéressant de brancher l'oscilloscope aux bornes de l'électro aimant pour voir ce qui se passe ?
Y a t'il des précautions à prendre ?
justement les oscillogrammes déjà présentés montrent une tension au final proche des crêtes ..... et 211 volts est bien plus bas ; alors sûr que le continu est bien plus stable de cette façon ; la varistance ? la puissance volontairement faible du circuit ? ou les deux ?
that is the question .......;
des précautions pour oscillo .... au moins toujours les mêmes avec la masse qui sera appliquée sur le circuit ( avec un appareil sur secteur ) ; il faudra donc ton matos monté derrière un transfo d'isolement !!!!!
A+++++
 
F

FB29

Rédacteur
Quelle est la bonne méthode pour dessouder des composants sur ce type de circuit
Il faut un fer puissant pour aller vite. De préférence régulé en température. Ajouter de la soudure peut aider comme dit @guy34. Utiliser une pompe à dessouder efficace.

Ensuite, la pratique :-D

Je n'ai pas changé la varistance.
Je ne vois pas l'intérêt non plus si il n'y a aucun signe extérieur de détérioration.

Pensez vous qu'il soit intéressant de brancher l'oscilloscope aux bornes de l'électro aimant pour voir ce qui se passe
Faire des mesures sur un circuit alimenté par le secteur est toujours périlleux. Ici on a exactement le courant prévu par la simulation.
Sauf par curiosité il n'y pas d'intérêt à chercher plus loin. Amha.

La curiosité est parfois un vilain défaut :smt003
 
L

lacier

Compagnon
le but est d'obtenir des soudures liquides .... pas si facile en fait ; la température devrait cheminer mais le double faces , la taille des pistes ( qqfois pavé ) et pour finir cette peste de sans plomb empêche !!!! je vois 2 améliorations : le circuit réchauffé ( un peu ) et ajout de soudure plombée juste avant la pompe ; mais rien n'est sûr si les trous sont exigus , en plus ...
Il faut un fer puissant pour aller vite. De préférence régulé en température. Ajouter de la soudure peut aider comme dit @guy34. Utiliser une pompe à dessouder efficace.
Ensuite, la pratique :-D
Le fer est régulé en température mais il est peut être un peu juste en puissance ?
C'est un weller ec 2002, je ne connais pas la puissance et je n'ai plus la doc, j'ai du l'acheter en 92 ou 93...
Ajouter de la soudure... pas fait, j'essaierai la prochaine fois !

La dernière utilisation de l'oscillo doit bien dater de 15 ans... je viens de le brancher, il fonctionne encore ! :-D
Maintenant il faut que je remette la main sur le transfo d'isolement qui me servait il y a 30 ans et sans doute rangé dans les cps.
 
P

Papy54

Compagnon
Quelle est la bonne méthode pour dessouder des composants sur ce type de circuit ?
Avec, un fer à 350-380° et une panne de 3mm pour les composants discrets. Cette T° permet une chauffe rapide du composant et de la piste sans décoller la piste si on n'exerce pas d'effort mécanique. Au dessus de 400° on peut opérer, l'étain est encore plus fluide mais les pistes se décollent très vite.
On commence par "refaire" la soudure avec un fil d'étain neuf à T° de fusion basse par exemple Castollin RT3232 qui fond à 190°, ce nouvel étain va se mélanger avec l'ancien et faciliter le dessoudage.
Avec une tresse à dessouder on enlève l'ensemble de la soudure qui monte dans la tresse par capillarité mais sans effort mécanique sur la piste.
Si il reste du reliquat, ne pas hésiter à remouiller avec la soudure basse T° pour faciliter l'absorption. Quand tout semble bien enlevé, avec une brucelle, on fait bouger la queue du composant tout en enlevant le fer pour empêcher le composant de se recoller.
Ça semble compliqué mais on choppe vite le coup de main. Le tout est d'exercer le moins d'effort possible sur les pistes ou les trous métallisés. Quand on fait ses emplettes, on approvisionne de la tresse de diverses largeurs.

J'ai aussi un Weller, je crois qu'il fait 75W
 
Dernière édition:
F

FB29

Rédacteur
weller ec 2002
Monsieur fait dans la qualité :-D !

Le fer est régulé en température mais il est peut être un peu juste en puissance
Avec un système Magnastat pour réguler je crois ? Tic .... tic ... tic .... Sa puissance est de 50 W (marqué sur l'étiquette qui est dessous).

J'ai le même genre d'engin. Le type de panne détermine la température, chiffre gravé sur le bout de la partie aimantée. Il y a différents modèles de pannes toujours disponibles (voir E_bay).

La forme de la panne détermine aussi la quantité de chaleur transportée. Il y a là encore trois ou quatre formes. Pour gros travaux panne courte et massive. Pour les travaux de précision, taille fine et longue.

Avec celle qui est montée sur le fer ci-dessous, pas grand chose ne lui résiste.

20230603_114007.jpg


20230603_114114.jpg


20230603_114218.jpg

courte et
 
Dernière édition:
L

lacier

Compagnon
Je reviendrai plus tard sur le soudage dessoudage. :smt023

La curiosité est parfois un vilain défaut :smt003
Tu as bien dit "parfois" ?

Alors j'ai fait la mesure, discrètement hein, personne n'a rien vu ! :whistle:

Le transfo d'isolement était toujours là, dans mes cps.
pm23.jpg

Il me permet d'alimenter le'oscillo pour mesurer un circuit non isolé du secteur.


J'ai fait 2 essais, avec 2 charges différentes, l'oscillo est branché aux bornes de la charge :
L'électro aimant est une grosse self et la curiosité me poussait à voir ce qui se passerait avec une charge résistive, j'ai choisi pour cela une lampe à incandescence, je crois que c'est une charge résistive...
La sonde est une x10.

Les résultats :
- La colonne de gauche avec une lampe à incandescence branchée à la sortie de l'alim.
- La colonne de droite avec l'électro aimant branchée à la sortie.

pm24.jpg


Vue détaillée avec charge électro aimant :
pm25.jpg


J'espère ne pas avoir fait d'erreur sur les réglages de l'oscillo, suis pas pro du domaine, vous me direz...
L'allure de la courbe ressemble bien à la simu de @FB29 :smt023
 
F

FB29

Rédacteur
Une résistance en série avec la bobine, résistance de 100 ohms par exemple, permettrait d'en déduire le courant :wink:

Simulation de la tension aux bornes de la bobine + résistance de 100 ohms, et tension aux bornes de la résistance de 100 ohms. Autour de 20 V = 200 mA.

1685806501481.jpeg

Simulation
 
L

lacier

Compagnon
Si je comprends bien, la courbe (tension) retombe à zéro à chaque demi période car les condos de l'alim ont une valeur très faible.
Le concepteur du circuit a fait ce choix par économie, considérant que ça ne gênerait pas le fonctionnement de l'électro aimant ?

En résistance de 100 ohms j'ai du 1 W, ça devrait faire pour un essai court.
Je ferai ça demain.
 
P

Papy54

Compagnon
En résistance de 100 ohms j'ai du 1 W, ça devrait faire pour un essai court.
Oui pas trop longtemps.
Si I=0,2A ça fait 4w
Si tu en as plusieurs résistances de 100Ω tu peux mettre en séries 2 ensembles de 2 résistances de 100Ω en parallèles .
Au total tu gardes les 100Ω avec 4w de pouvoir de dissipation.
 
Dernière édition:
F

FB29

Rédacteur
retombe à zéro à chaque demi période car les condos de l'alim ont une valeur très faible
Oui, leur rôle est marginal en régime établi.
Le concepteur du circuit a fait ce choix par économie, considérant que ça ne gênerait pas le fonctionnement de l'électro aimant ?
En fait comme on disait au début quand on s'interrogeait sur le rôle des condensateurs et diodes, et comme avait dit avait dit @effix plus tard, ils ne servent qu'à stabiliser le circuit en régime transitoire à la coupure de la tension secteur. Y compris en cas ce micro-coupures secteur probablement.

La simulation montre que si on enlève tous ces composants annexes, le comportement global n'est guère affecté en régime nominal.
En vert la tension aux bornes de la bobine + résistance de mesure de 100 ohms, en rouge le courant dans la bobine autour de 160 mA, en bleu la tension résultante aux bornes de la résistance de mesure de 100 ohms.



Capture d'écran 2023-06-04 075648.jpg
 
Dernière édition:
F

FB29

Rédacteur
J'ai regardé ce qui ce passe en cas de coupure de tension pour voir comment se comporte le circuit avec et sans les composants annexes.
On ne voit rien de probant, y compris en alimentant avec un signal carré, car en fait le pont de diode joue déjà le rôle de roue libre, et donc il n'y a pas de surtension détectée.

Finalement, les composants additionnels ne sont donc là que pour contrer des phénomènes transitoires dans des cas particuliers. Peut être aussi tout simplement pour compenser le temps de réaction trop lent des diodes de redressement lors de la coupure du courant. Avec une varistance pour écrêter, et les condensateurs pour atténuer.
 
L

lacier

Compagnon
Oui pas trop longtemps.
Si I=0,2A ça fait 4w
Si tu en as plusieurs résistances de 100Ω tu peux mettre en séries 2 ensembles de 2 résistances de 100Ω en parallèles .
Au total tu gardes les 100Ω avec 4w de pouvoir de dissipation.
Très bonne idée @Papy54 !
Pas de chance, en 100 Ω j'ai seulement 3 résistances en stock. Du coup je combine avec des 120 Ω.
Deux 100 Ω en //, en série avec deux 120 Ω en //, ce qui devrait donner en théorie 110 Ω.
Vérif :
pm28.jpg
Parfait !

A un moment j'ai imaginé mettre en sérié deux groupements de résistances constitués de 100 Ω en // avec 120 Ω.
Mais ça va être très déséquilibré ce truc non ?

Voyons voir maintenant ce que ça dit à l'oscillo en mesurant aux bornes du groupe de résistances :

pm29.jpg




pm30.jpg




Interprétation :
pm31.jpg
u = 4 x 0.5 V/div x 10 (att) = 20 V

R= 110 ohm donc i = 20/110 = 182 mA

C'est bien ça ?

Finalement, avec un petit courant on arrive à faire un électro aimant qui a une grande force.
Quand j'utilisais cette machine je me disais qu'il devait passer un fort courant pour que ça arrive à tenir la perceuse avec un gros trépan dans n'importe quelle position !


J'ai regardé ce qui ce passe en cas de coupure de tension pour voir comment se comporte le circuit avec et sans les composants annexes.
On ne voit rien de probant, y compris en alimentant avec un signal carré, car en fait le pont de diode joue déjà le rôle de roue libre, et donc il n'y a pas de surtension détectée.

Finalement, les composants additionnels ne sont donc là que pour contrer des phénomènes transitoires dans des cas particuliers. Peut être aussi tout simplement pour compenser le temps de réaction trop lent des diodes de redressement lors de la coupure du courant. Avec une varistance pour écrêter, et les condensateurs pour atténuer.
Il y a donc plein de composants inutiles.
Je vais pouvoir simplifier le circuit ! :whistle:
 

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