karting dc_v1 - Des engins électriques à l`IUT GEII de Cuffies

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Etude transmission
Etude moteur E-teck
Didacticiel V1 Millipak SEVCON
Génie
I.U.T G.E.I.I Soissons
Promotion 2008/2009
Electrique Reveret Gautier, Lenglain Mathieu, Gaspard Phil Mr Sivert
Informatique fichiers : e-kart\sevcon\didacticiel_V1.doc
03.23.76.40.10
Industrielle [email protected] 22/03/2009
www.i.u.t-aisne.fr www.e-
kart.fr
UNIVERSITE DE PICARDIE JULES VERNE
INSTITUT UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE DE L’AISNE
DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
13, Avenue François Mitterrand, 02880 CUFFIES
: 03 23 76 40 10 : 03 23 76 40 15 : [e-mail]

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Cette étude doit permettre aux étudiants de GEII de comprendre comment fonctionne le
variateur de vitesse SEVCON. De plus, il devra aider à la mise en oeuvre de ce variateur pour
commander un karting électrique pour d’autres équipes.
Le variateur millipack 4 Q est conçu pour commander des moteurs DC pour des systèmes
élévateurs (transpalette électrique, voiture de golf, chariots…). Donc, la documentation
constructeur utilise le vocabulaire de ces systèmes tel que :
- Tiller : poussoir Timon ou bras d’un transpalette
- Belly : Poussoir anti écrasement (coup du béliers) qui permet après action de ce
poussoir en marche arrière de faire avancer le transpalette en avant pendant 2 s pour
éviter l’écrasement.
- FS1 : (foot Switch accélérateur) ce fin de course permet au karting de ne pas
démarrer si FS1 est actionné donc que la pédale est en accélération lors de la mise en
route du variateur. Le variateur se mettra en défaut par sécurité.
Nous allons voir les possibilités de ce variateur sur un véhicule correspondant à un karting
électrique.
I Caractéristiques électriques du variateur pour moteur DC
- Hacheur en pont 4 quadrants 48 V avec transistor MOSFET pouvant fournir 325 A
pendant 1 minute et 130 A en nominal. Donc le variateur peut commander des moteurs
de 6 KW (48V.130A=6240 W) avec une fréquence de hachage de 16 KHz.
- Les transistors MOSFET ont pour référence STP80NF10FP peuvent supporter une
tension de 100V et des courants de pointe ????
- L’électronique du variateur est alimenté par du 24 ou 48 V (fusible 10 A).
- L’accélération est commandée par un potentiomètre 5 kΩ (PB6 de chez Curtis) ou par
un module par effet hall propre à SEVCON.
- Le freinage électrique peut être commandé par un potentiomètre 5 kΩ ou par un
Switch
- Le variateur peut commander 2 contacteurs séparément qui peuvent consommer 2 A
avec 4 A en pointe.
Les entrées du variateur sont à logique négative pour des raisons évidentes de sécurité. Donc,
si les entrées ne sont pas raccordées à « 0 », elles seront considérés activées par le variateur.
De même, s’il y a une erreur de contact sur le potentiomètre (résistance infinie d’ohms) le
variateur se met en défaut. Pour toutes ces raisons, il faut faire le câblage et choisir la
configuration du variateur en premier lieu.
Ces variateurs ne sont pas dépannables car coulée dans une résine spéciale
pour améliorer le refroidissement et l'étanchéité du variateur. En cas de
panne il faut procéder à un échange standard du variateur.
II) rappel sur le fonctionnement des 4 quadrants d’une motorisation
III) rappel sur le hacheur en pont

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IV) Calibrage du variateur
Le variateur est programmé par le logiciel PC pack avec
une liaison série entre le PC et le variateur ce qui
permet de calibrer de nombreux variateur avec une
seule unité de programmation.
Ce logiciel PC pack2 permet de configurer le variateur
et de lire ou de modifier de nombreux paramètre.
installer PC pack2 en utilisant le code « Sevcon-
engineering » que l’on retrouve dans la version du
logiciel. Attention, il y a plusieurs versions.
Puis dans le menu Tools\option\protocol choisir dans
access level : « type8 » ce qui permet accéder à tous les
menus.
Brancher la liaison série, vérifier le port COM dans le
menu OPTION\connection.
Puis, appuyer sur F8 (connections au variateur) puis
tous les paramètres du variateur s’affichent.
A la fin du dossier tous les menus sont présentés

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La première chose à faire est de définir les configurations des entrées sorties. Puis de réaliser
le câblage du variateur. En effet,
- les broches B2 à B7 sont des entrées numériques.
- les broches B8 à B9 sont des sorties.
- les broches B10 à B11 sont des entrées analogiques.
En fonction de votre véhicule, ces broches peuvent être configurées comme sur les tableau
suivant de la documentation constructeur [1].
Nous allons voir un exemple simple pour un véhicule qui a besoin d’avancer, reculer. Un
contacteur ligne gérera l’alimentation de puissance du variateur. On utilisera la diode
électroluminescente du variateur en sortie qui permettra d’avoir l’information de la LED en
visuel sur le volant du véhicule. En effet, les différents clignotements de la LED permettent de
voir si le variateur est en défaut. Il n’y aura pas de frein à main, mais il y aura un frein à pied
mécanique qui indiquera aussi au variateur de freiner électriquement (par un potentiomètre).
La configuration 7 sera donc choisie du tableau 5 de la documentation constructeur [1].
B4 (FS1) non utilisé : Il n’y aura pas de freinage lors du relâché de l’accélérateur
B5 (Seat) non utilisé : Il n’y aura pas de contact au niveau du siège.
B7 (speed cut back 1) : Sur cette entrée, un relais de la carte instrumentation extérieure
ouvrira un relais après une détection de défaut de la motorisation (température, Imax, tension
batterie…). Donc, on programmera une minimisation de la vitesse à 0% .
Remarque : la vitesse est déterminée par la force électromotrice du moteur E= U-RI avec ω
(rad/s) =
K
E

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B6 (speed cut back 2) : Sur cette entrée un interrupteur sera placé avec une programmation
de la minimisation de la vitesse sera de 50% pour des personnes qui font un premier essai.
(Interrupteur sur cette entrée qui bridera le véhicule).
B8 (line contacteur) : sera ouvert au bout de 10 s, si l’interrupteur de direction est au neutre
B9 (led) : les différents clignotements de la led indique les défauts du variateur et indiquera
l’instrumentation par le biais d’un microcontrôleur.
B10 (accélérateur) : un potentiomètre indiquera la consigne de la régulation de courant donc
du couple accélérateur moteur.
B11 (freinage) : un potentiomètre indiquera la consigne de freinage prioritaire de la
régulation de courant donc du couple de décélération.
En effet, le frein à pied peut être commandé de façon analogique par un potentiomètre ou
numériquement par un poussoir.
On choisira cette première solution qui permet d’avoir un freinage progressif. Ce freinage
électrique est bien sur accompagné d’un freinage mécanique.
Le tableau 4 de la doc constructeur [1] confirme que la configuration 7 choisi correspond à
un véhicule avec 2 entrées de minimisation de la vitesse utilisant la led en externe indiquant
les défauts du variateur.
Il n’y aura pas de frein à manque de courant pour retenir le véhicule a vitesse nulle, ni de frein
à main.
Remarque : Lorsqu’on modifie la paramétrage de la configuration avec PC pack , il faut
éteindre et rallumer le variateur pour que la configuration soit prise en compte.
Il est possible de demander à SEVCON de modifier le programme du microcontrôleur
moyennant finance du variateur pour avoir une configuration spécifique. D’ailleurs dans la
doc constructeur [1], il y a la configuration 17 pour Briggs et Stratton.
On peut voir le câblage électrique du véhicule sur la figure suivante a partir du choix de
la configuration précédente.