Post by zeLittleOn Mon, 15 Jul 19 12:28:10 +0000
Post by Julien ArlandisBonjour,
Je viens de terminer la fabrication d'une machine outil, une
thermoformeuse.
Notre problème concerne la régulation de température, l'acquisition se
fait au moyen de thermocouples de type J via un amplificateur piloté par
<https://boutique.semageek.com/fr/871-amplificateurde-thermocouple-universel-max31856.html>
La mesure fonctionne parfaitement sauf lorsque les moteurs brushless de la
machine sont alimentés, ce sont des moteurs 230V de 400 W, nous sommes
donc en présence d'harmoniques qui viennent fortement perturber le
fonctionnement de la machine. J'ai déjà essayé d'isoler le circuit
électrique dans une cage métallique, sans résultat et j'ajoute que la
perturbation persiste même quand le arduino est alimenté sur batterie.
Sauf erreur expérimentale de ma part, c'est tout de même paradoxal car
ces deux manips sont sensées éliminer l'une des deux causes possibles
(aérienne ou filaire). Bien sûr les deux causes peuvent exister en même
temps.
Je vais être obligé de repartir à 0, existe t-il une démarche
rigoureuse utilisée en CEM pour résoudre mon problème ?
Bonjour,
C'est un problème classique.
Et difficile à résoudre, mais probablement faisable.
Mais il n'y a pas de solution standard, chaque cas est particulier.
L'origine du problème vient du variateur qui commande les moteurs.
Chaque commutation génère un parasite de mode commun de fréquence
élevée (plusieurs MHz), qui se propage par le chemin de plus faible
impédance trouvé, et aussi par rayonnement.
Donc tout ce qui est blindage (au sens isolation) ou séparation d'alim
est illusoire : le rayonné se transforme en conduit et inversement, et
tout passe.
C'est le dV/dt du variateur qui compte : plus le transistor est rapide
(et on prend les plus rapides !), et plus la tension d'alimentation est
élevée, plus le problème est important.
Je suppose que les règles de l'art en matière de séparation des
câblages et des alimentations sont respectées.
Et aussi que l'équipotentialité est respectée : toutes les masses
mécaniques et électriques sont reliées dans les règles de l'art (pas de
peinture sous les vis de fixation, des tresses partout, etc.)
Il est inutile, et même dangereux, de chercher à filtrer les signaux
envoyés au moteur. Inutile aussi de chercher à blinder l'électronique
qui est parasitée.
Considérer que ces parasites sont générés par une source de courant.
Et une source de courant, ça se met en court-circuit.
Il ne faut donc surtout pas chercher à arrêter les parasites, mais au
contraire les canaliser, les dévier pour qu'ils n'arrivent pas sur les
entrées fragiles.
Comme pour un fleuve : on n'arrête pas un fleuve, on le dévie.
Première chose à faire (mais ce ne sera pas suffisant) : un blindage de
qualité des liaisons entre variateurs et moteurs.
Avec raccordement à 360° à chaque extrémité à la masse méca.
Le blindage, c'est l'égout pour les cochonneries. Si elles ne passent
pas par là, elles trouvent un chemin ailleurs.
Dans mon cas, c'était une impulsion de 2 A 500 ns dans le blindage à
chaque commutation ... Et vu le bricolage fait pour mesurer, je pense
que la réalité devait être pire.
Ensuite, il faut identifier toutes les entrées en haute impédance (type
entrée CMOS) susceptibles d'être perturbées.
Chaque entrée sera shuntée à la masse mécanique ou à l'alimentation (+
ou masse en fonction de l'état logique inactif) par une résistance de 5
à 10 kohm. Plus la résistance est basse, mieux c'est.
Câblée impérativement au plus près de l'entrée.
Sur la patte du circuit intégré s'il le faut.
Quand tout sera terminé, une goutte de colle PU60 assurera la tenue
mécanique.
Utilisable aussi : condensateur, ou circuit RC série.
Mais la résistance pure est préférable chaque fois que c'est possible,
car l'impédance d'une résistance ne varie pas avec la fréquence, et le
parasite a un spectre large.
Traiter une entrée à la fois, et refaire un essai à chaque fois.
Si c'est possible, faire l'essai en ne commandant qu'un moteur pour
limiter la génération de parasites.
Si c'est possible, faire l'essai en baissant la tension d'alimentation
du variateur,pour baisser le dV/dt de la commutation de puissance (mais
modifier la fréquence ou la vitesse du moteur ne changera rien).
La tension sera alors réaugmentée jusqu'à réapparition du problème, et
là on recommence en traitant une autre entrée.
Commencer par les signaux de type RESET, ENABLE, etc., puis les entrées
de mesure.
Toute entrée raccordée raccordée à un conducteur long peut être
perturbée et doit être considérée.
"Long" = une piste de circuit imprimé de 4 cm dans ma situation...
Les sorties ne sont a priori pas concernées, car généralement en basse
impédance.
Les circuits qui ne consomment pas (comme l'ampli thermocouple) peuvent
aussi être alimentés via une résistance série et un condensateur de
filtrage d'alim. Vieille astuce des analogiciens...
Mais commencer par les entrées.
Et appliquer la règle suivante, spécifique au déboggage CEM : si une
correction ne marche pas, surtout la laisser en place et passer à la
suivante.
Ne pas oublier les contre-manips : quand une manip marche, la défaire
et vérifier que le défaut réapparaît. Sinon, on ne sait pas si on a
résolu le problème ou si le truc est tombé en marche tout seul.
Bon courage, j'ai mis trois semaines à faire fonctionner comme ça un
microprocesseur avec des entrées à quelques mV à côté d'un variateur
400 V sur un matériel militaire...
Mais après, c'était béton. Et j'avais appris.