Contrôleur moteur Kangoo ?

[vehiculeselectriques]

Tu t'éclates bien

[man3515]

En effet ! merci de partager tes expériences en tout cas

[mimijean]

Il s'éclate sans aucun doute, mais le boulot est là !

C'est un fou ce gars, et j'aimerai bien être capable de cette folie !

[CHEVREUSE]

Donc tentative de réalisation d’un boitier contrôleur du moteur.
Voici les principales caractéristiques retenues
. le boitier comportera l’alimentation dc pour le rotor, ajustable en PWM, max 48V-10A
. 3 capteurs Hall, information position du rotor, commanderont dans le boitier 6 x IGBT pour assurer ON/OFF la séquence convenable d’alimentation des fils du stator
. un contrôleur de puissance CCPWM pour doser l’alimentation HT des 6 x IGBT en fonction de la position de la pédale d’accélérateur :
https://www.ebay.fr/itm/172668870882?ha ... OSwrYJfxsG
Cette fonction de contrôle de puissance aurait peut-être pu être assurée aussi par les 6 x IGBT, mais cela a semblé plus complexe
. le boitier sera informé de sa sélection ou non par le conducteur, de la demande traction (clef de contact AP+), de la tension accélérateur, de la tension du levier sens de marche « PRND » et agira en conséquence
. les fils de puissance rotor et stator du moteur seront raccordés directement au boitier, en cas du choix de contrôle/CEVE le boitier les connectera vers celui-ci, dans le cas de contrôle/boitier ils seront utilisés par ce dernier.

Sur ces bases un schéma de câblage a été établi. Commentaires :
. en premières pages il comporte une présentation faisant un peu doublon avec le présent fil,
. le comportement du CEVE en cas de contrôle du moteur par le boitier n’est pas ici abordé
Schéma de câblage :

schéma cablage contrôleur Chevreuse.pdf

Et quelques photos de la construction

construction controleur 1c.jpg

construction controleur 2c.jpg

construction controleur 3c.jpg

construction controleur 4c.jpg

Je n’ai pas de photo du boitier fini, dimensions environ 300x150xH250mm, les composants de puissance sont montés sur dissipateurs alu à ailettes. Un thermostat >50°C active un gros ventilateur. Section des fils alim HT : 50² ou 3x16², des fils stator : 16², des fils rotor : 2,5².

D’abord essais en atelier (totalement hors Kangoo) sur un moteur avec compte-tour et moults appareils de mesure - rotor libre ou entrainant une très petite charge (alternateur 12V-65A alimentant des consommateurs 12V divers)
Les informations provenant normalement de la Kangoo (choix CEVE ou boitier, AP+, tensions accélérateur et PRND, … sont ici simulées manuellement.
L’alimentation HT est réalisée par des batteries diverses en série
Le schéma comporte un contrôle de l’alimentation rotor par l’accélérateur mais en fait on ne sait pas si elle doit être contrôlée ni comment. Pour les essais elle est ajustable manuellement …
Tests préliminaires : après contrôles et ajustements l’ensemble des fonctions logiques et transmissions/réactions analogiques entre platines ainsi qu'avec les commandes manuelles est testé fonctionnel.
Essais :
Petite tension d’alimentation rotor (5V) et HT (12V)
Positions manuelles « AP+ », « D », petite tension accélérateur (<0,8V), le ramping (chenillard) est activé et le moteur tourne lentement. «N puis R» inverse bien le sens.
Tension accélérateur >0,8V le ramping devient inactif et le moteur tourne plus vite en fonction de la tension
Essai jusque vers 1000t/mn. On observe que l’intensité du rotor augmente avec la vitesse, pourtant la tension d’alimentation rotor est fixe! Si l’on diminue cette tension le moteur tourne nettement plus vite! On peut baisser sa tension jusqu’à zéro le moteur tourne toujours! Cela ressemble à une aimantation rotor résultant de son mouvement dans le champ du stator? Si l’on arrête le moteur puis essaie de le démarrer avec une alimentation rotor nulle il ne tourne pas. Il faut une tension rotor minimum d’environ 2V pour le lancer, mais une fois qu’il tourne l’augmentation de la tension rotor est contreproductive en vitesse
Augmentation de la tension d’alimentation 24V puis 36V, il faut modérer la tension accélérateur pour modérer la vitesse. Je me limite à 2 000t/mn en pointes. Mais le rotor est libre, en y montant l’alternateur 12V et une petite charge de dissipation 300W il ralentit, ce qui peut être facilement compensé par l’augmentation de la tension accélérateur.
Augmentation progressive de la tension d’alimentation HT, je trouve que les fils stator commencent à chauffer un peu, pourtant leur section 16² est au moins celle des fils stator de la Kangoo, le travail du moteur extrêmement faible et la tension HT encore très loin de celle de la Kangoo !
A un moment « paf » et une fumée noire sort du boitier, peut-être même quelques flammes sont présentes (vite auto éteintes), coupure de l’alimentation. Après quelques temps et dissipation fumée, ouverture du boitier. On voit que tout l’intérieur est couvert de suie, avec peut-être un peu plus du côté des IGBT ? Heureusement que cela s'est passé hors Kangoo.
Hum, l’alimentation trapézoïdale conduit à des ON/OFF à pleine tension sur charge très inductive qui pourraient éventuellement faire des dégâts ? Mon montage était peut être déficient en condensateurs de compensation (il y a de nombreux gros condensateurs dans le CEVE/Kangoo). Je suis manifestement depuis un moment hors de mes compétences.

Très déçu et traumatisé par mon gros travail et mes espérances réduits d’un coup à néant => boitier à la déchetterie, et arrêt du projet de réalisation d’un contrôleur moteur.

Après plusieurs mois, récupération un peu du moral …

A suivre ...

[vehiculeselectriques]

Désolé pour ta mésaventure, tant de travail non récompensé c'est toujours difficile

[faradohm]

les signaux en 1/4 , 2/5 et 3/6 en sortance de la fonction ramping ont quelle forme...?
sinus carré pwm ?

[ericjlb]

Dommage !

Bien amicalement ;; éric

[CHEVREUSE]

@faradohm

Voici un lien de fournisseur de chenillard :
https://www.ebay.fr/itm/140918561366
Ce genre de carte, que je ne connaissais pas, est principalement utilisé pour des effets de lumière/diodes, aussi effets sonores en adaptant un peu, également en modélisme ferroviaire.
Apparemment il s’agit ici de créneaux rectangulaires de tension de durées égales appliqués successivement aux différentes sorties dans l’ordre de leur numérotation. Ces créneaux sont légèrement disjoints : il est bien spécifié qu’il n’y a pas 2 sorties actives en même temps.

Je détaille un peu le fonctionnement qui était envisagé, attention c’est assez soporifique !
Le nombre minimum d’activation étant de 4 j’ai activé 6 sorties : Hall 1 sur sorties 1 et 4, Hall 2 sur sorties 2 et 5, Hall 3 sur sorties 3 et 6.
Le temps d’un cycle total n’est pas précisé, il se règle par le potentiomètre « vitesse », dans mon cas j’ai mesuré environ de 0,6s mini à 6s maxi, donc durée d’activation d’une sortie de 0,1s toutes les 0,6s mini à 1s toutes les 6s maxi. Pour chaque Hall, qui est activé par 2 sorties, c’est 0,1s toutes les 0,3s mini à 1s toutes les 3s maxi.
La tension provenant de l’accélérateur/Kangoo varie de 0,75V pied levé à 4,55V pied à fond. La vitesse véhicule ne semble pas proportionnelle à la tension, partons pour simplifier les calculs sur environ 1,8km/h (0,5m/s) en ramping (pied levé).
La circonférence d’une roue étant d’environ 2m cela correspond pour elle à 0,25t/s.
Compte tenu du rapport de réduction de la boite entre moteur et roue d’environ 8 (exactement 8,02) cela conduit à 2t/s pour le moteur en ramping. Dans le présent projet un capteur Hall donné est activé (2 fois par tour) pendant 1/6ème de tour, donc en ramping pendant 1/12ème de s.
Pourquoi ces calculs ? Mon chenillard était prévu pour 2 fonctions :
1) si malencontreusement le rotor était immobilisé dans la minuscule zone neutre entre l’activation de 2 Hall, zone de garde pour être sûr de ne pas les activer en même temps (sinon court-circuit d’alimentation du stator !) le rotor ne pourrait tourner quelle que soit la tension accélérateur. Pour quitter la petite zone neutre il suffirait d’activer le chenillard en relâchant l’accélérateur provoquant une petite impulsion sur un Hall sans vrai ramping nécessaire puis d’appuyer sur l’accélérateur qui reprendrait la main
2) l’intérêt du vrai ramping serait de mettre suffisamment la voiture en mouvement avant l’action sur l’accélérateur afin que la transition traction à ce moment soit peu abrupte
Cela implique que la fréquence du chenillard soit adaptée à la vitesse recherchée et à la capacité de suivi du rotor. La fréquence a été abordée ci-dessus : pour la vitesse recherchée 2t/s moteur =>temps de cycle total chenillard environ 0,5s, c’est un peu inférieur à la limite minimum 0,6s du réglage « vitesse » qui conduit à 1,5km/h. Pour le bon suivi (accrochage) du rotor à une fréquence fixe, ici peu élevée, qui ne l’attend pas je ne sais pas. Rotor à vide ça allait. Sur la Kangoo c’était …à voir ! Moyens d’action dans cette phase ramping : augmentation de la puissance demandée au moteur, du couplage stator/rotor, diminution de la vitesse recherchée?

[faradohm]

Bonjour, je m'en doutais un peu ,
Un registre à décalage,style compteur Johnson.
Si les 3 signaux ne subissent pas de filtrage ou mise en forme, les phases moteur sont du même tonneau....le moteur consomme énormément lors de cet excédent entre carré et sinus.
Et la mise en rotation en serait plus douce et progressive.

[faradohm]

Mais même ceci acquis et dépassé ,
quid du freinage récupératif ensuite..?

[faradohm]

https://onedrive.live.com/?cid=BAF56B16 ... 38&o=OneUp

Fichier ##12 carte Eve , montant les 3 voies de' phase moteur à leur naissance.
Intéressant de voir que. Seules 2 sont créés "proprement" la troisième étant simplement passive avec un offset.
Les 2phases réellement générées sont issues d'un adac...

[faradohm]

https://1drv.ms/b/s!AkVwgl0Wa_W6hzWA_V7 ... I?e=5rj3sh

[faradohm]

Je peux vérifier sur un ceve ouvert en mode traction sur les commandes igbt

[CHEVREUSE]

@faradohm

Merci du suivi et des commentaires, mais je suis hélas assez décroché.

En ce qui concerne la brutalité mentionnée pendant le ramping due à la commande carrée du chenillard c’est normalement un domaine de tension HT et puissance faibles (U acc <0,8V). Je sais bien que tension et puissance faibles sont justes une apparence moyenne car en fait il y a une succession de ON/OFF très rapides créés par le contrôleur de puissance CCPWM « Crocodile HL200200 ».
Cette brutalité serait la même pour le fonctionnement en roulage - U acc >>0,8V !?
Cependant les moteurs à contrôle trapézoïdal sont assez répandus - il me semble ? Est-ce qu’ils demandent une protection très particulière ? Ils sont mentionnés comme contrôle plus simple mais plus bruyants/vibrants, moins doux que ceux à contrôle sinusoïdal. J’observe cependant qu’il y toujours dans ces derniers des ON/OFF rapides qui se produisent y compris au maximum de la sinusoïde, les conséquences seraient moindres ?

En ce qui concerne le freinage récupératif le CCPWM est mentionné comme pouvant s’en occuper, cependant dans mon montage je le prévoyais comme contrôle de la puissance délivrée au 6 x IGBT, alors je n’en sais vraiment rien. C’était un des points à voir … priorité à la possibilité d’abord de rouler en mode « rentrons à la maison »

[CHEVREUSE]

Suite:
Une nouvelle tentative est lancée avec l’achat d’un contrôleur tout fait prévu pour moteur à stator triphasé et rotor à aimant permanent KELLY KLS14401-8080I (version 144V-400A-Hall sensors)
https://kellycontroller.com/shop/kls-8080n-nps/
Manuel d'emploi :
https://kellycontroller.com/wp-content/ ... al120N.pdf

Chantier test pour le moment au plus simple :
. l’alimentation manuelle ajustable du rotor
. le contrôleur Kelly branché à une alimentation dc, ses 3 sorties au stator, une simulation de l’entrée accélérateur réglable 0 à 5V, l’entrée des informations 3 capteurs Hall de position du rotor, sa liaison numérique avec un PC équipé du logiciel de programmation

Kelly montage essais atelier.jpg

La programmation commence avec la phase de reconnaissance par le logiciel de la position correcte des 3 capteurs Hall.
Elle est indiquée dans ce document :

Hall Phase timing 120 degrees .pdf

Elle est différente de celle réalisée pour les essais trapézoïdaux précédents et je modifie la position des aimants en conséquence. La reconnaissance est laborieuse et incomplète, le positionnement angulaire semble pointu. Après plusieurs modifications infructueuses le logiciel déclare enfin une reconnaissance complète et donne accès au reste de la programmation. Malgré les indications du manuel plusieurs paramètres restent nébuleux mais avec la bonne programmation des essentiels le logiciel permet la mise en marche du contrôleur et le moteur peut tourner dans les 2 sens à vitesse ajustable par la simulation accélérateur. Des petites pointes à 4 000t/mn ont été réalisées. On retrouve le comportement tension minimum du rotor pour démarrer et ensuite accroissement de la vitesse avec la diminution de sa valeur, le rotor tournant alors même sans son alimentation. C’est un problème pas clair du tout et potentiellement ennuyeux, quel est le champ magnétique de ce rotor ? : Il semble que l’on ne transforme pas facilement ce rotor bobiné en rotor à aimantation permanente ou facilement contrôlable ! Il est vrai que ces essais sont rotor libre ou avec très peu de charge. La vitesse minimum semble un peu forte, le paramètre vitesse maximum n’a aucune action – ainsi que d’autres…
Au relâchement de la simulation accélérateur il n’y a le plus souvent aucune intensité vers les batteries de l’alimentation (pas de recharge), sauf de temps en temps une petite pêche freinant sérieusement le rotor sans pouvoir relever une augmentation de tension de l’alimentation HT et très souvent associé un arrêt de la sortie vers le stator obligeant à une relance du système. Les fils vers le stator ont aussi tendance à chauffer, pourtant sollicitations faibles et section 16². Cerise pour finir : maintenant d’un coup, l’appareil n’effectue plus aucune sortie vers le stator ! Possiblement à la suite d’une petite maladresse temporaire de branchement – mon souvenir est confus.
L’ouverture de l’appareil ne m’a pas permis de détecter une connexion rompue , un fusible HS ou un composant à l’aspect bizarre ! L’échange d’email avec le fournisseur n’a pas apporté de solution. Le coût du renvoi et les formalités AR pour contrôle et dépannage éventuel sont dissuasifs.

Cette dernière péripétie a mis fin au projet