Fonctionnement trottinette électrique

[X4V1]

Salut à tous,

J'aimerais en apprendre un peu plus sur le fonctionnement de nos trottinettes et à ma grande surprise je ne pas grand chose expliquant correctement comment fonctionne les moteurs de nos machines.

J'ai regarder quelques vidéos sur YouTube pour voir comment fonctionne un moteur électrique brushless mais j'ai l'impression que ça ne colle pas avec ce qui se trouve dans nos moteurs.

Je fais donc appel à vous pour savoir si vous savez où trouver des explications la dessus. Je pense que ce genre d'informations pourraient être utile pour tout nouveau possesseur de bolide a moteur électrique.

Bonne journée à tous ?

[crockmi le spartiate]

bah une trott electrique a 2 roues un guidon, 1 ou 2 moteurs, 1 batterie, 1 contrôleur ou 2, 1 poignée de gaz avec afficheur ou pas, c'est déjà bien non?

[X4V1]

il y a 57 minutes, crockmi le spartiate a dit :

bah une trott electrique a 2 roues un guidon, 1 ou 2 moteurs, 1 batterie, 1 contrôleur ou 2, 1 poignée de gaz avec afficheur ou pas, c'est déjà bien non?

Mdr je cherchais surtout comment fonctionnait les moteurs : comment le contrôleur sait ou se trouve le rotor, comment fait il pour se mettre en mouvement lorsque il se trouve pile au milieu des 2 polarité. Mais je vais continuer a chercher sur le net

[sonkenn]

@Techos78?... ;o)

[Techos78]

Salut @X4V1 , je ne connais pas de tutorial vraiment clair sur le sujet, mais par exemple il y a quelques explications ici :
https://www.youtube.com/watch?v=4OTtymYnFB0

Il existe plusieurs types de brushless, les plus simples sont monophasés et équipent les petits ventilateurs de PC... Il faut commuter l'excitation de l'inducteur (stator) en fonction de la position du rotor, une seule sonde de hall suffit, et on évite au rotor de s'arrêter dans la zone de transition à l'aide d'un petit shunt magnétique (un ventilo est toujours un peu cranté par construction afin de démarrer à coup sûr)).

Nos moteurs sont triphasés, et la position du rotor est déterminée à l'aide de 3 sondes de hall décalées d'un tiers de pôle. L'excitation est créée à l'aide de trois demi-ponts de puissance (6 mosfets) qui connectent les phases 1, 2, 3 soit au + de l'alimentation, soit au -. Il y a un nombre d'électro-aimants multiple de 6 (stator), qui sont connectés dans l'ordre 1,2,3,1,2,3... Mais il y a un nombre différents d'aimants néodyme afin d'éviter un crantage magnétique, comme dans un moteur pas à pas.

Le meilleur fonctionnement est obtenu à l'aide de signaux sinusoïdaux, et donc chaque phase reçoit un découpage à fréquence rapide de rapport cyclique variable (pwm) pour synthétiser des sinusoïdes. Le bloc logique qui contrôle tout ça peut modifier le courant et la fréquence en fonction de la position du rotor et du couple nécessaire, on parle de commande vectorielle. C'est assez compliqué, ce qu'il faut juste retenir c'est qu'on gère séparément le couple et la vitesse, afin de créer le champ tournant nécessaire. En jouant sur la phase de la commande, le système est réversible et un ordre de ralentissement oblige le contrôleur à absorber de l'énergie, qui est renvoyée aux batteries.

 

A gauche un moteur de roue électrique Solowheel, on peut vérifier le nombre différents de bobinages et d'aimants, les trois sondes sont en haut, les cartes de commandes sont internes à la roue, c'est le seul constructeur qui fait ça.

[X4V1]

Le 21/02/2019 à 18:28, Techos78 a dit :

Salut @X4V1 , je ne connais pas de tutorial vraiment clair sur le sujet, mais par exemple il y a quelques explications ici :
https://www.youtube.com/watch?v=4OTtymYnFB0

Il existe plusieurs types de brushless, les plus simples sont monophasés et équipent les petits ventilateurs de PC... Il faut commuter l'excitation de l'inducteur (stator) en fonction de la position du rotor, une seule sonde de hall suffit, et on évite au rotor de s'arrêter dans la zone de transition à l'aide d'un petit shunt magnétique (un ventilo est toujours un peu cranté par construction afin de démarrer à coup sûr)). 

Nos moteurs sont triphasés, et la position du rotor est déterminée à l'aide de 3 sondes de hall décalées d'un tiers de pôle. L'excitation est créée à l'aide de trois demi-ponts de puissance (6 mosfets) qui connectent les phases 1, 2, 3 soit au + de l'alimentation, soit au -. Il y a un nombre d'électro-aimants multiple de 6 (stator), qui sont connectés dans l'ordre 1,2,3,1,2,3... Mais il y a un nombre différents d'aimants néodyme afin d'éviter un crantage magnétique, comme dans un moteur pas à pas.

Le meilleur fonctionnement est obtenu à l'aide de signaux sinusoïdaux, et donc chaque phase reçoit un découpage à fréquence rapide de rapport cyclique variable (pwm) pour synthétiser des sinusoïdes. Le bloc logique qui contrôle tout ça peut modifier le courant et la fréquence en fonction de la position du rotor et du couple nécessaire, on parle de commande vectorielle. C'est assez compliqué, ce qu'il faut juste retenir c'est qu'on gère séparément le couple et la vitesse, afin de créer le champ tournant nécessaire. En jouant sur la phase de la commande, le système est réversible et un ordre de ralentissement oblige le contrôleur à absorber de l'énergie, qui est renvoyée aux batteries.

 

A gauche un moteur de roue électrique Solowheel, on peut vérifier le nombre différents de bobinages et d'aimants, les trois sondes sont en haut, les cartes de commandes sont internes à la roue, c'est le seul constructeur qui fait ça.

Merci pour toutes ces explications, je n'ai pas tout compris mais j'ai compris l'idée. Avec toutes ces informations j'ai tout ce que dont j'ai besoin pour continuer mes recherches dans la bonne direction. Encore un grand merci

Aussi, j'ai vu que certain contrôleur n'utilise plus l'effet hall pour déterminer la position des rotors. As-tu une idée comment le contrôleur pourrait obtenir cette info sans se baser sur l'effet hall ?

[Techos78]

il y a 30 minutes, X4V1 a dit :

Aussi, j'ai vu que certain contrôleur n'utilise plus l'effet hall pour déterminer la position des rotors. As-tu une idée comment le contrôleur pourrait obtenir cette info sans se baser sur l'effet hall ?

C'est un domaine que je ne connais pas bien. On se passe de sonde de hall dans le cas de :

-- très haute puissance, comme par exemple les moteurs du tgv. De mémoire et sous toutes réserves, la génération 1 étaient des moteurs asynchrones, la génération 2 des moteurs synchrones pour lesquels on détectait la position du rotor à l'aide de génératrices tachymétriques auxiliaires, la génération 3 repasse au moteur asynchrones, et la génération 4 sera (probablement) à motricité répartie dans chaque bogie. Tout ça commandé par thyristors tranche entière, IGBT... etc.

-- mais pour ce qui concerne plus directement les brushless comme ceux qu'on utilise, il faut avoir en tête la commande triphasée par 6 mosfets en demi-pont. Bien évidemment, il est rigoureusement interdit de faire conduire simultanément le transistor du haut (connecté au +) et le transistor du bas (connecté au -). Il y a donc toujours un temps d'attente quand on veut saturer l'un puis l'autre. C'est une sécurité critique qui tient compte des temps de saturation, de désaturation, des dispersions, des jitters et skews numériques, des dérives thermiques. Bingo, pendant ce petit temps ou les 2 transistors d'un demi-pont sont bloqués, le potentiel de cette phase haute impédance n'est autre que la force contre-électro-motrice, ce qui permet après un petit calcul de déduire la position du rotor. C'est une méthode rare et compliquée. L'inconvénient est de devoir synthétiser une rampe de démarrage, ce qui serait tolérable pour une trottinette mais pas du tout pour une e-roue qui nécessite un contrôle de la vitesse nulle sans aucune discontinuité.

Un concepteur à l'esprit tordu pourrait très bien détecter la position rotor par un autre moyen. Par exemple par un codeur optique ou par un RVDT qui sont deux capteurs utilisés très couramment en avionique (mesure de la position des gouvernes etc..). A mon avis, cela n'aurait aucun intérêt.

[Yugyug]

Peut être que ce genre de circuit vous intéressera. Cela pilote des moteurs sans capteur hall. Directement, ou via des Mosfet externes :

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv10983.pdf

ttps://www.onsemi.com/pub/Collateral/LV8907UW-D.PDF