les subtilités du tout ou rien

Je ne pense pas que Mik&Toy ait parlé de 500 V continus mais justement du fait que les 500 V étaient une valeur efficace alternative signifiant des tensions extrêmes plus élevées. Par contre, on arrive bien à passer des 200 V continus (à la louche) de la batterie à des tensions supérieures alternatives, c'est le principe même de la grosse alim à découpage qui se trouve sous le capot. C'est donc pire.

Pour plus de précisions sur ces passages continu-alternatif, un petit article de Wikipédia sur la Modulation de Largeur d'Impulsion ou en anglais, the Pulse Width Modulation.

Et pour la bonne bouche, une petite lichette de transistor bipolaire à grille isolée. 😎

À donf !

Concernant le courant du moteur électique au démarrage, les documents de contrôle garagiste mentionnent une résistance de bobinage de l'ordre de 0.1 Ohm (1/10ème).

Pour obtenir 100 A dans ces conditions de moteur à l'arrêt, il suffirait donc d'une tension de 0.1 x 100 = 10 V, et non pas de 200 V comme je le supposais précédemment. Ce qui revient à ne demander à la batterie qu'une toute petite part de sa puissance, 1 kW en fait.

Si c'est comme ça que le moteur électrique se comporte réellement, la puissance demandée à la batterie pour maintenir un couple de 400 N va augmenter progressivement jusqu'à 20 kW en fonction de la vitesse.

Et c'est l'élévation de la tension contre-électromotrice en proportion du régime moteur qui va permettre l'application progressive de la tension de 200 V aux bornes du moteur.
Au-delà, le couple, et le courant pareillement, vont diminuer pour conserver une demande de puissance constante correspondant à la limite de la batterie (pour le mode EV s'entend, plus si le thermique intervient).

Dans cette hypothèse, la puissance perdue par effet Joule (pertes dites "Cuivre") pour maintenir le courant de 100 A et le couple correspondant de 400 N plafonnera à cette valeur constante de 1 kW. Il faudra tenir compte également dans les pertes d'une partie du courant consommé par le matériau magnétique (pertes dites "Fer")

Coté convertisseurs, au moment du démarrage, le primaire va donc hacher une tension continue de 200 V pour obtenir au secondaire une tension alternative triphasée de 10 V eff, qui va progressivement s'élever jusqu'à 200 V eff.

Enfin, c'est le principe

Nota : je suis toujours à la recherche d'une formulation exacte et détaillée qui permettrait de valider les mesures réelles efectuées sur des Prius. Si vous en avez déjà rencontrée une, de formule, faites m'en part S.V.P. ! 😎

je vous invite à consulter la page suivante (et les liens associés)

et ici
et encore ici

Pierre angulaire

Un problème angulaire se pose quand le moteur est arrêté.
Selon la position où il s'était arrêté, le couple (dû à la force d'attraction et de répulsion magnétique) sera très différent. Avec du bol il sera juste bien décalé pour avoir le maximum d'attraction/répulsion, soit il sera faible.

Triphasé et en plus ça dépend du nombre de pôles des aimants.

😳

Une petite Enormité ? Si le couple ne variait pas ça ne marcherait pas !

Je complète (après correction du début de ce message):

On peut le dire autrement: le couple est variable, négligeable dès qu'il tourne, cette variation peut être cruciale à 0tr/mn si, au moment de l'arracher cette fameuse caravane, on bloque sur la position où il est faible.

On a alors envie de se faire aider !
Et si au démarrage les 2 moteurs électriques fonctionnaient ?
Les schémas électroniques le permettent. Tant qu'on ne dépasse pas la puissance de la batterie (20kw lit-on)
Et tant qu'on ne force pas trop sur le thermique qui peut se retenir sur une compression jusqu'à... pas facile, il s'arrête parait-il dans une position favorable à son redémarrage.

Finalmement on a du couple mais on reste scotché car dès que le moteur tourne (de quelques degrés) ce couple faiblit. Enorme problème.


Enfin sur le post de Mik&Toy il est question de 0.1 ohms. Mais où, le moteur est en étoile, il y a toujours 2 enroulements en série.



Et puis je trouve dévalorisant ce 1kw, ça me rappelle une vieille tondeuse poussée (tient elle aussi elle ne pouvait pas tracter), asynchrone à ses heures il faut le reconnaitre.



Et mes 500v crêtes et j'ai suivi tous vos liens. Comment grimpent-ils tout seuls à 700?. Les 200 sont boostés à 500 continus, puis l'inverter (un simple commutateur) les envoie sur les bobinages...

encore un lien où le comportement de MG2 est disséqué.

Vibrer ou tourner

Super génial le lien

Mais c'est un essai statique dans lequel ils ont alimenté les 3 bobinages.
Donc les courants indiqués sont je pense supérieurs à l'usage normal, 2 bobines étant en parallèle, à la louche ils ont les 2/3 de la résistance par rapport à 2 bobines. (Le moteur est en étoile)

Les courbes montrent qu'avant 10° le couple est négatif !!!!!!!!
Peut-être un revers de médaille dû à la disposition en V des aimants ?

Donc dans certaines positions une bobine 'tire' en sens inverse de l'autre ?
Ou bien c'est plus malin et elle se trouve justement dans un flux magnétique de sens inverse.

Ca chauffe

Les vacances en caravane, c'est pas évident.

Petit résumé sans prétention du lien, pour ceux qui ne lisent pas l'américain.

Il s'agit d'essais en laboratoire du moteur (le gros) électrique de la PRIUS.

On s'accroche:
Ce moteur est triphasé synchrone sans collecteur, cablé en étoile, avec 8 paires d'aimants permanents disposés en V sur le rotor.
Il tourne toujours 4,11 fois plus vite que les roues jusqu'à 6000 tr/mn. Il est co-axial avec le moteur thermique en liaison avec des engrenages dont des planétaires (tient !)

Les essais sont statiques. L'angle du capteur de couple et donc indirectement du rotor est réglé (à l'aide d'un cric, 1644Nm au maxi quand même, aux roues, une est bloquée)

Ils mesurent le couple dû à un bobinage à différents angles du rotor par rapport au stator.
De 0 à 10° il est nul ou négatif !, au delà positif et maxi vers 30°-35°.
Dans leur montage ce couple maxi est à 250A.
La tension d'alimentation continue est au maxi de 500v à 6000tr/mn(plutôt 550v, 200V à 2200tr/mn), La tension crête mesurée monte à 850v. La différence ? une tension contre-électromotrice...(Ne me demandez pas pourquoi)

Ils étudient aussi les pertes mécaniques.

Le rotor est refroidi par de l'huile.

Interprétations:

La transition de tension d'alimentation de 200v expliquée par Mik&Toy s'effectue à 2200 tr/mn (donc 170/6*2.2=62 km/h). Hasard ? c'est la vitesse au delà de laquelle le thermique tourne toujours.

Mais je ne sais si les tensions et intensités sont brutes ou corrigées à cause de leur montage dans lequel les 3 bobines sont alimentées.
Or en montage en étoile seuls 2 enroulements sont alimentés à la fois.

Voilà c'est disséqué, pour pas cher.
Mais bon, je ne sors pas de polytechnique, et c'est pas parce qu'ils n'avaient plus de place.

Et la caravane de Mik&Toy coincée contre un trottoir ?
A mon avis je ne sais pas comment il va passer ses vacances.
D'un côté il y a un angle de 0à10° défavorable pour une bobine, mais dans le même temps l'autre disposée à 120° n'est pas dans la même situation, il y a 8 paires d'aimants soit 45°, 90°, 135° etc. donc pour cette 2° bobine soit 20° soit 15°.

Le pire est quand 1 bobine est à 5° et l'autre à 20°.
On a alors le même couple moteur (80 à 90Nm) à 75A et 150A !!!!

Pourvu qu'il n'y ait pas trop d'âneries.
allez je m'
Pour polytechnique, c'est tout simplement parce que je ne m'étais pas présenté...aucun es...r

comment ça tourne

Comment faire tourner un moteur triphasé :
- petite récréation pédagogique non littéraire ! -



Le dessin schématise les 3 bobinages (-WMWM-) du stator d'un moteur triphasé M1, M2, M3 disposés en étoile à 120 degrés.
Le rotor comporte 3 aimants permanents, disposés en triangle, et présentant alternativement des pôles Nord et Sud.

Le circuit de commande comporte 6 interrupteurs, trois sur la ligne d'alimentation positive notés H1, H2, H3, et trois sur la ligne négative B1, B2, B3. (à noter que ce schéma se replie sur lui-même, l'extrémité droite de la bobine M3 étant connecté à la gauche de la bobne M1)

Pour assurer la rotation du dispositif, il suffit de fermer des interrupteurs deux à deux, un en haut, un en bas, de manière croisée.
On garde un haut allumé, H1, et on change de bas en passant de B3 à B2. Puis on garde le bas allumé, B2, et on change le haut en passant de H1 à H3. etc …

… Et en cadence , car le moteur un fois démarré ne vous attend pas. La commande doit se faire avec toujours un petit temps d'avance, plus ou moins important siuvant que vous voulez conserver la vitesse acquise, ou accélerer, ou ralentir, Il faut avoir l'oeil !
Si vous fermez deux inters en vis-à-vis, vous faites un court-circuit !

TP: dessinez le parcours du courant durant les six phases successives du processus.

Question subsidiaire : comment faire pour le freinage regénératif ?

Etoile jaune.

Me gourge ? ou tes bobines sont cablées en triangle ?

En étoile les 3 bobines sont reliées ensemble en un point et leurs 3 autres extrémités sont accessibles. (planetaire non ?)

En triangle les 3 bobines sont alimentées, une à pleine tension et les 2 autres à mi-tension.
En étoile seules 2 sont alimentées, à mi-tension.

Pour le regénératif il y a des diodes connectées en permanence aux 3 points non loin des 6 IGBT qui eux sont fermés ?

Mik&Toy à dit:

… Et en cadence , car le moteur un fois démarré ne vous attend pas. La commande doit se faire avec toujours un petit temps d'avance, plus ou moins important siuvant que vous voulez conserver la vitesse acquise, ou accélerer, ou ralentir, Il faut avoir l'oeil

Cliquez pour agrandir...

Mouis mais toi tu as déjà démarré. Heureux homme. Elle est où ta caravane ?
Et si tu pédale trop vite le moteur décroche.

Pourvu qu'il soit le seul.

Parce que la caravane on peut aussi la décr.....

Allez je m'

il me vient un doute à propos du sérieux de vos propositions:
page 27 d'un d'un document dans un lien précédent, il y a quand même un élément que vous passez sous silence et qui aurait pu vous guider

So easy

Bon sang, on l'avait oublié.
Mais quel c..
Cool, zen

Thank's Priusfan, so much.
You solved it !
That's a great day for Umanity.

Yeah

Les bobines sont cablées en triangle mais sont disposées en étoile ... faut suivre, au fond !

Le problème de la quadrature du cercle, vous comptez le résoudre quand ???

😛

La vitesse à partir de laquelle le thermique tourne (même sans consommation) est supérieure à 62 km/h. Au compteur, c'est 70 à 72 km/h.

Le bilan

Sur ma Prius la bascule descendante est vers 62-63 km/h réels. Je n'ai pas mémorisé la bascule montante (celle que tu cites).
De toute façon je ne vois pas de lien. Juste une coïncidence entre un seuil électrique et un changement de fonctionnement mécanique.
Les 200v dépendent de la charge de la batterie et d'autres pertes dans l'électronique qui dépendent du courant, donc varient.


Au fond ça suit pas, ça s'impatiente:
On a vu le triangle, la quadrature, on l'avait laissée de côté.
Pour le cercle, depuis le temps qu'on tourne en rond ça devrait être assimilé.
Et puis jusqu'à présent on vous a expliqué comment ça aurait dû marcher.
Comme ça le jour où vos vacances seront gachées bêtement à cause d'un trottoir vous ne vous sentiez pas trop c...
C'était l'objectif, Non ?

Sinon relisez mon post du 4/4/8 8h44, surtout la 4° ligne en bleu, vous en saurez plus sur le futur.

Allez je m'

Le couple - Un paradoxe

Déjà 3 jours sans nouvel épisode des vacances en caravane de Mik&Toy.

On s'accroche.

I Le couple

Petits rappels:
Le moteur électrique de la PRIUS dispose de 400Nm de couple maxi.
Le couple est directement fonction du courant qui le traverse.
Sur la courbe de couple en fonction de la vitesse on voit très bien le plat jusqu'à 1500 tr/mn.

Le courant.
Ce plat est dû à une limitation de courant...
Cette limitation de courant est dûe à .. l'électronique. A mon avis c'est dû à la limite admissible des IGBT ! (Et là dessus un anti patinage qu'on ignore ici..)
En effet les composants électroniques qui sont traversés par ce courant ont des limites (Ce ne sont pas ceux d'un TGV quand même). Pour faire + complet il faut aussi voir la limitation de dissipation des pertes thermiques dans le liquide de refroidissement, mais on n'occupe ici que d'électricité.
Sur l'essai en labo aux US ils vont jusqu'à 250A pour 400Nm de couple moyen
La batterie (lit-on) est bridée (pour sa vie future) à 100A.
Les 150 autres peuvent venir de l'autre moteur électrique fonctionnant en générateur.

On peut donc, à l'arrêt, disposer de 250A maxi. si le thermique tourne.(Il faudrait quand même vérifier que le générateur peut fournir 150A sous faible tension ou via un dispositif électronique d'abaissement de tension)

La tension.
Elle peut varier de 0 à 500V (pour savoir comment voir les post de Mik&Toy svp)

Tension et courant au niveau du moteur sont liés.
1° à l'arrêt par la résistance en courant continu (0,1ohm cf Mik&Toy)
donc la tension est alors de 25V, la puissance reçue 6,25 Kw
(Il partiront en chaleur dans le circuit de refroidissement) mais à l'arrêt complet le couple n'est pas forcément de 400Nm car cela dépend de la position du rotor par rapport au stator.

2° en mouvement par l'inductance. Au vu des courbes du labo on obtient 550V/250A=2.2ohms. Là on parle plutot de couple moyen (il fluctue au cours de la rotation des aimants du rotor. *). Pas de surprise 400Nm, 250A. jusqu'à 1500 tr/mn.
La tension fournie doit remonter au fur et à mesure de la vitesse (cf Mik&Toy) jusqu'à 500V. Mais on arrive au II de ce poste : le paradoxe.

II Un paradoxe

Il faut la remonter à cause de la tension-contre-électromotrice. On peut dire qu'en tournant ce moteur est en même temps un générateur. Paradoxal...
Et plus il tourne vite et plus il produit de tension. Et pour arrêter cela il faut arrêter la voiture. C'est possible par exemple en freinage électrique.
On ne fournit plus de tension au moteur et on récupère (à l'aide de diodes pour faire très simple) tension et courant.

III L'analogie

Et pour dévier un peu du problème de la caravane qui rencontre un jour un trottoir, voici une analogie entre le moteur électrique de la PRIUS et sa batterie !

Pour gagner et faire tourner plus vite le moteur il faut être le + fort : fournir une tension supérieure à la sienne. On transfère alors de l'énergie électrique vers le moteur. Si on arrête c'est le contraire, le transfert s'inverse.

Pour une batterie c'est pareil. Si on applique à ses bornes une tension supérieure on lui fournit de l'énergie. Si on arrête c'est elle qui se vide, le transfert s'inverse.

Mais lors de la récupération d'énergie au freinage électrique la tension que l'on récupère est directement fonction de la vitesse.
Elle est par exemple de 50v crête à 28Km/h et 200v crête à 110 km/h.
Hors on veut charger une batterie qui est proche de 200v. C'est là que l'électronique intervient et va si nécessaire élever ou abaisser cette tension. C'est de nouveau le "boost converter" qui s'en charge et qui remonte cette tension au dessus des 200v. Ses capacités d'élévation vont déterminer jusqu'à quelle vitesse mini on récupèrera de l'énergie.

Comme d'habitude, si des erreurs se sont glissées l'auteur décline toute....
Il arrête, les pertes thermiques du clavier en mouvement alternatif commencent à poser de sérieux problèmes. Il se penchera dessus, sûr.

Les pertes ont été négligées.
Ceux qui sont perdus sont... perdus.

Et le doute final sur les tests du labo: 250A sous 500v ça fait vraiment 50Kw ?
Non tout simplement parce que c'est à 1540 tr/mn (44 km/h) que l'on a à la fois couple et puissance maxi, à environ 150v. Vous suivez au fond ?

* C'est peut être cette fluctuation que l'on ressent à hyper basse vitesse (moins d'1 km/h) sous forme de petits à-coups ?
En effet le rotor a 8 pôles, la transmission démultiplie environ 4x. C'est pas simple à calculer, mais cela se situe comme ordre de grandeur du cm d'avancement sur le bitume

Alors on tracte ?

Suite du message précédent dans lequel a été extraite (Le 11/4/08 ) l'étude du couple à vitesse zéro. C'est la partie délicate, n'étant pas spécialiste des moteurs électriques j'émettrais 2 hypothèses.

Ce moteur étant cablé en étoile, 2 bobines sont toujours alimentées en série.
Donc à un instant donné il n'y a que 3 manières d'alimenter le moteur, et avec 2 sens possibles pour le courant. De plus la présence de 8 pôles sur le rotor rend les calculs angulaires complexes.
D'après les courbes du labo cité dans le message précédent on a, avec 250A deux positions angulaires:
20° avec 200Nm
5° avec -70Nm (valeur extrapolée à partir des courbes avec un courant + faible)

De plus le rendement varie avec la vitesse : pour la génératrice il est proche de 97% au delà de 1200 tr/mn il descend à 70% vers 500tr/mn.
On a des courbes de couple (torque) pour la génératrice, à 1040tr/mn et 5400tr/mn. On voit bien que le couple varie. Mais cette génératrice n'a pas les mêmes contraintes que le moteur. Elle n'a pas besoin de fournir un gros couple et elle tourne bien plus vite.



Pour le moteur électrique de traction:

Hypothèse I
Dans le cas le + défavorable on dispose de 200Nm-70Nm environ 130Nm. (Cela correspond à la position déjà décrite où un bobinage est à 20° de "son" aimant et l'autre à 5°. On a donc environ le 1/3 du couple maxi....
Au niveau des roues 130x4.11=534 Nm


Hypothèse II
Meme disposition mais une bobine attire un aimant et l'autre en repousse un autre: on dispose alors de 200Nm+70Nm environ 270Nm. (Cela correspond à la position déjà décrite où un bobinage est à 20° de "son" aimant et l'autre à 5°. On a donc environ le 2/3 du couple maxi....
En effet une bobine est traversée par le courant dans un sens et l'autre en sens inverse, donc les flux magnétiques sont inversés
Au niveau des roues 270x4.11=1110Nm

L'influence du therrmique
Le couple du thermique, ramené au niveau du moteur électrique, est inférieur à 78Nm, à cause de la balance du couple du thermique transmis à la fois à la génératrice et aux roues.


II La comparaison

Une petite diesel en 1ère: 150Nm(à 1000tr/mn ?)x 3,29 x 3,73=1840Nm (Valeurs approximatives)
En fait il faut compter le patinage...

Hypothèse I
3,5 fois plus faible ! Alors pas de caravane.😱
Hypothèse II (la + vraisemblable à mon avis)
60% ! Alors ??.😱

Si un spécialiste pouvait intervenir afin de lever le doute........

Comment tourne le V8 de la PRIUS

Un petit lien (en anglais, mais vu les jolis dessins, c'est pas la langue qui doit bloquer) qui explique comment un moteur électrique du type même de ceux présents dans la PRIUS tourne.
Dans les dessins les pôles + et - sont en rouge ou vert.
Si vous suivez bien, normalement au moment où l'auteur s'écrie oops! vous devriez vous écrier oups! aussi.
C'est technique Là
Il se paye même le luxe à la page "familiar circuits" de montrer le fonctionnement en génératrice càd en récupération d'énergie.

Bon, dans la prius il y a juste plus d'aimants, mais ça change pas trop le principe.

Et donc à la dernière question du message précédent la réponse ne peut être que 60%

Alors pourquoi ne pas tracter (pour info la civic hybride ne tracte pas non plus alors que la Lexus 450h le permet)

Petite traduction: Oops=oups, Field=champ, torque=couple, Coils=bobine, attract=attiré. (Oups pas le chant du couple de bobines qui s'attirent !)
Bon cinéma.