Le PWM pour les nuls

[Techos78]

Saluatousse.
Il y a bien encore 2 ou 3 membres qui ne savent pas trop ce que cache ce sigle anglais qui signifie Pulse Width Modulation.

Cela correspond à une commande qui, au lieu d'être analogique (c'est à dire continue, progressive), est binaire (tout ou rien) modulée en largeur, ce qui limite les pertes. Concrètement, on hache la commande à l'aide d'une fréquence fixe, et on fait varier le taux de modulation, c'est à dire le pourcentage de temps de conduction par rapport à la période. En modifiant ce taux, de 0% à 100%, on obtient un créneau que l'on peut filtrer (intégration) pour obtenir une action progressive, monotone.

Pour une roue électrique, il est intéressant d'avoir cette information de pwm, car elle représente l'effort effectif envoyé au moteur, et renseigne donc de la marge de puissance encore disponible, quand on va vite.

A ma connaissance, c'est Gotway qui a exploité cette valeur en déclenchant l'alarme sonore 3, non pas sur la vitesse, mais à 80% de pwm. C'est très judicieux car cela tient compte de toutes les variables comme pente, tension batterie, gonflage pneumatique, vent... Ceci dit, d'autres roues ont aussi diverses alarmes mais pas documentées comme étant des surveillances du pwm, même si c'est le cas.

Désormais, sur les roues récentes, cette information pwm est émise en bluetooth, et certaines applis permettent d'ajuster des alarmes à la demande.

Bien. Je crée ce sujet car je viens de voir la vidéo de Dawn Champion qui m'apprend un truc ahurissant : certaines applis peuvent afficher des pwm de 120% ! . Surréaliste, j'en suis baba. Bon, on peut rectifier ça en faisant une calibration roue soulevée, ce qui n'est pas bête car, à vide, ce n'est pas la puissance qui va mettre le pwm en butée à 100%, mais la fcem.

Une vraie championne qui sait de quoi elle parle.

[MrP-MrF]

Vidéo très intéressante, mais le PWM n'est pas faussé entre levé une roue en l'air et avoir un poids de 90 kg dessus ?

[Techos78]

Bonne question. Il faut se rappeler que nos moteurs brushless ont une résistance interne extrêmement faible.

C'est mon moteur v11 lors du changement de roulements.

Le bobinage est réalisé par de nombreux fils en // (~ une quinzaine) qui entoure successivement 1 pièce polaire sur 3, il y a 3 faisceaux décalés pour créer une structure en étoile (il y a un point milieu, non relié) :

Au final, la résistance interne du moteur s'exprime en milliOhms. Il faut donc piloter ce moteur en courant, en générant (pwm) d'abord une petite tension de démarrage, puis une tension de + en + grande lors de la montée en vitesse, afin de s'opposer à la fcem. C'est la zone 1 du diagramme suivant :

En zone 2, la commande reste à 100% pour maintenir une tension toujours un peu supérieure à la fcem afin d'avoir le courant nécessaire à la rotation.

Pour revenir à la question, quand on est en charge 100% on est en haut de la zone orange, quand on est à vide, on est en bas. Si on dépasse cette vitesse à vide (à l'aide d'un autre moteur...), notre moteur devient un alternateur et il fournit de l'énergie plutôt que de la consommer.

En conclusion, j'ai plutôt tendance à faire confiance à cette méthode de roue soulevée, qui nécessite bien sûr d'inhiber le tilt-back. Mais je me trompe peut-être. Ne pas oublier de remettre le tb à une valeur raisonnable.

[Techos78]

Je vais compléter un peu ce sujet pwm.

On peut assez facilement imaginer un pwm qui s'ajuste de 0 à 100%, c'est presque toujours le cas pour un chargeur ou une alimentation..
Mais en fait, pour une commande de moteur, il faut considérer que le pwm évolue de -100% à +100%.
Les impulsions de courant sont synchrones de la position rotor/stator, selon la phase on peut être en mode moteur ou alternateur. Un pwm est négatif quand on est en mode régénération, et il contrôle le courant qui est renvoyé aux batteries.

Exemple, sur ma petite voiture électrique : le pwm est sous forme de marguerite, 8 pétales dont 2 rouges en accélération :

et 3 pétales en décélération (régénération) :

Quand on surveille cette info, cela améliore la fluidité de conduite, exemple sur une roue avec une montre :

C'est une grosse descente, presque toujours en régénération (bare-graph chenillard en haut).

Modifié il y a 4 heures par Techos78

[misc]

A propos de PWM.. On a la tension qui varie selon le niveau de charge et le sag, et la découpe qui module la puissance fournie au moteur. Qu'en est il du courant? J'imagine qu'il est controlé par le fabriquant? Est ce qu'il est fixe ou variable?

Sur les contrôleurs d'imprimantes 3D on peut régler le courant fourni au moteur. Trop faible on manque de couple, trop élevé le moteur chauffe. J'imagine que c'est la force du champ magnétique lors de la phase "on" du PWM qui est affectée.

Si ce courant est controlé (fixe ou non) pour nos roues ca pourrais expliquerais en partie les differences de consommation  selon les modèles? En general on accuse la facilité de consommer et seuil minimum de voltage, on parle jamais du courant.

(Pour formuler ca autrement: on a une "perte" de puissance qui sert a avoir une marge de force sur l'aimant j'imagine?)

----

Question auxiliaire: est ce que le "field weakening" ne serai pas une baisse du champ magnétique en pariant sur la continuité de la rotation? (j'ai toujours eut du mal a suivre les explications sur cette fonction..)

Modifié il y a 4 heures par misc

[Cormo]

Il y a 1 heure, misc a dit :

A propos de PWM.. On a la tension qui varie selon le niveau de charge et le sag, et la découpe qui module la puissance fournie au moteur. Qu'en est il du courant?

Ça revient au même. Les évolutions de la tension que tu évoques se produisent sur des durées infiniment longues vs la fréquence du PWM. Du fait de l'effet selfique des bobinages du moteur, le PWM consiste ni plus ni moins qu'en un ajustement "en temps réel" du courant, donc de la puissance délivrée à un instant T.