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Compensateur de tension secteur
Attention ceci est exposé ici à titre d'exemple, ne vous lancez pas dans ce type de réalisation si vous n'avez pas de solides notions en electonique electrotechniques et protection des personnes vis à vis des risques electriques.

Derniere modif: 7 Janvier 2006, ajout des modifs apportées à la Version 2

Cette page se décline en 2 parties:
- une premiere version en montage volant avec fonction de rattrapage de tension en 2 commutations.
- une deuxieme version sur plaque à trous avec ajout de fonctions supplémentaires.

Projet première version :

Le but du montage est de conserver une tension "potable" lorsque comme moi on est en fin de ligne avec parfois moins de 180V secteur. Le montage consiste à alimenter un transfo et à insérer ses enroulements secondaire en serie avec la phase pour en rehausser le potentiel, le principe de l'auto-transfo. Perso je veux alimenter ma pompe à chaleur pour eviter de cramer le moteur asynchrone de 3.3Kw, une solution par onduleur serait trops couteuses, confiture au cochon et inadaptée au courant de démarrage important du compresseur d'ou cette solution. 17A en fonctionnement normal, le transfo que j'ai récupéré fourni 2x15V au secondaire ce qui necessite 30x17=600VA environ, l'onduleur en faisait 800 --> ok !

Le principe:

- extraire une tension representative de l'état du secteur, donc exit l'utilisation du transfo d'alimentation car la tension de sortie varie en fonction de la comutation des relais. J'ai donc utilisé uniquement pour ca un petit transfo (vert) avec redresseur mono + filtrage + division pour obtenir Vcon=(Veff_edf/100), en clair lorsque j'ai 220V j'ai 2,2V en tension de contrôle.

- comparer cette tension avec 2 seuils, par exemple on commutera le premier enroulement à 2.12V ce qui donnera 212edf+15tr=227charge, generer une hysteresis de commutation de 9V ce qui coupera l'enroulement à 236V (charge). Idem avec le 2eme enroulement sauf qu'on commute plus bas, 200V environ soit 215V sur la charge puisque le 1er enrouelement est déjà en place, debrayage à 209 soit 239V environ. Les valeurs sont théoriques mais la pratique suit relativement près

- Commuter les enroulements secondaires du transfo pour les mettre progressivement en serie avec la phase, les petits relais de la V1 sont juste juste juste ... Je génère un retard à la commutation de plus d'une seconde de sorte à ce que la baisse de tension provoquée par le démarrage du compresseur ne provoque pas de commutation qui seraient tres domageable aux relais à cause du courant important pendant cette phase.

Noter que j'ai alimenté le primaire du transfo avec la tension charge (commutée), en clair le transfo réhausse lui même sa tension primaire ce qui permet de conserver environ 15v de secondaire tout en consommant legèrement plus mais y'a de la marge, avec un montage classique primaire connecté directement sur la tension d'entrée le rattrapage est moins efficace.

La V1 est issue d'un besoin dans l'urgence donc faite avec les moyens du bord. La V2 devrait être propre avec en plus delestage du cumulus sur un 3eme seuil pour gagner env 7V.

 



Shéma:

tout dabord la partie puissance, le relais 1 effectue une premiere commutation entre la tension directe au repos et la tension compensé au travail, le second relais decline une tension compensé rehaussée de 15v au repos et 30V au travail. Le primaire du transfo est alimenté via la sortie compensée ce qui auto-régule la tension secondaire.

 

Le circuit de mesure a son transfo dédié pour éviter toute perturbation de la mesure, je me suis arrangé pour que Vm soit le reflet continu de la tension efficace ce qui simplifie (très) fortement les mesure et réglages, avec 220v on a 2,2v

La partie commande, je n'ai pas detaillé son alim, transfo/redreseur/capa/7812 rien que du banal, petit détail le transfo est alimenté par le compensé. Vm est comparé à 2 seuils contrôles par des ajustable multitours, Vs1 est calé autour de 2.1V et Vs2 autour de 2V, les capas sur les bases des transistor (2200µF absentes sur les photos) permettent d'éviter les commutations pendant une courte chute de tension comme lors de la phase de démarage du compresseur, c'est du "gros calibre" car issu de la mise au point, sur la version definitive je compte utiliser les 2 aop restands du 324 pour realiser la fonction retard sur chute de quelques secondes mais coupure rapide sur hausse de tension.

Projet 2ème version:

Il s'agissait d'ajouter des fonctions plus que de moderniser, en effet le montage volant etait fonctionnel et fiable, j'en ai donc conservé le principe de commutation des secondaires en serie avec la phase tout en intégrant les tempos sur les 2 aop restants du 324 plustot que les gros condos ajoutés lors de la mise au point sur les transistors de commande des relais. J'implemente en plus:

une protection en courant vu qu'il arrive que le compresseur de la pac bloque au demarrage par manque de couple du à une tension trops faible, un LM324 supplementaire assure:
- le redressement et filtrage de la mesure de courant fait via un tore et preampli à transistor afin de disposer d'une tension continue proportionnelle au courant consommé par la pac
- la gestion d'un premier seuil afin de fournir un indicateur marche compresseur
- la gestion d'un deuxieme seuil afin de founrir un indicateur surcourant pendant le demarrage du compresseur
- la devalidation de la pac si le demarrage dépasse un temps (reglable).

une fonction delestage, le relais de delestage, commandé directement par la detection marche compresseur, vient en coupure de commande de bobine d'autres relais intégrés au tableau, lorsque le compresseur fonctionne cela coupe les machines à laver ainsi que le cumulus. Ceci n'est pas gênant au regard du faible temps de fonctionnement.

La validation de fonctionnement, ceci n'autorise le demarrage compresseur que lorsque la tension dépasse un certain seuil, un LM339 trainant par là a fait mon affaire afin de gerer le seuil, hysteresis, compensation et temporisation nécéssaires à cette focntion. En plus de l'hysteresis la valeur est compensée (reglage 5) par la marche compresseur, par exemple on valide à partir de 190v mais une fois le compresseur en route le seuil passe à 185 afin de tenir compte de la chute de tension qu'il à provoqué, ceci evite que le systeme ne "sucre les fraises" comme on aime à le dire en automatisme.

Voici un recueil des fonctions et réglages que je me suis fait pour mémoire, je le colle tel-quel pour donner une idée:

-1- réglage seuil 2eme rehausse -2- réglage seuil 1ere réhausse -3- réglage tension mini pour validation -4- Temoin invalidation pour sous tension -5- compensation validation sur marche compresseur -6- Temoin 1ere rehausse active -7- temoin 2eme réhausse active -8- Temoin invalidation général (sous tension ou temps demarrage dépassé) -9- Temoin surcourant -10- Temoin marche compresseur -11- reglage detection surcourant -12- reglage detection marche compresseur -13- Reglage temps max démarrage avant dévalidation -14- ajustement Vmesure (220Veff doit donner 2.2V continu)  
Pour la mesure en courant j'ai recupéré un tore d'antiparasitage. Un premier transistor visible en bas à droite de la platine fait une amplification, un aop donne ensuite une tension exploitable par detection et filtrage.  

Voilà, une autre version verra peut-être le jour mais ce sera une refonte complète de la rehausse, je pense laisser le secondaite en serie et faire une decoupage pwm au primaire afin d'ajuster la tension de compensation d'une maniere continue et non par paliers comme ici

A suivre...

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