porquerollestory

24 septembre 2009

Régulation "new look"

    Commençons par le début , c'est à dire la fin , l'organe de puissance : ici c'est un IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor ) soit un transistor bipolaire à grille isolée ( il existe quantité de sites sur le net traitant du sujet) mon choix s'est porté sur un kit vendu chez http://www.conrad.fr avec la référence 192287-62 pour le kit à monter et 191507-62 pour le kit déjà monté et testé aux prix respectifs de 29,95 et 55,90 euros. L'IGBT fourni dans le kit est un IRC540 avec un VDSS de 100V et un ID de 28A pour une puissance dissipée maxi de 150W, ce qui est déjà pas mal. Comme le kit de bas est donné pour 10A/30V je me suis cantonné à utiliser deux batteries de 12V au lieu des 4 d'origine ( c'est juste pour faire tourner la voiture) voici le schéma utilisé:
VE003

Examinons en détail le schéma : à l'entrée une base de temps à l'aide de ce bon vieux NE555 bien connu des modélistes avec leur télécommandes.

ce circuit nous délivre des triangles de tension dont la valeur peut varier de 600 Hz à environ 2 kHz . ces triangles attaquent le premier ampli op Op1 où ils sont comparés à une tension variable issue de P2 ( entre 0 et 9V) en sortie nous optenons des impulsions à largeur variable qui vont attaquer T1 et Té montés en push-pull et dont le point médiant va commander la grille de notre IGBT qui commande notre moteur. Un circuit annexe limite le courant pour protéger l'ensemble (Op2). Une diode de roue libre  D7 évite les ennuis. Le moteur tourne très bien en bas régime , mais dès qu'on le charge un peu il faut augmenter la fréquence de P1 vers 1kHz pour éviter du bagottage .

pour rendre ce circuit opérationnel il reste d'une part à mettre un transistor plus puissant avec un radiateur conséquent , par exemple un BUK416 avec une VDSS de 100V un ID de 100A et une puissance thermique absorbée de 300W entre 50 et 60euros chez Conrad ( un peu moins cher chez conrad.de ) . pour l'adaptation au Still il reste deux solutions , l'une mécanique, coupler un potentiomètre au levier ( délicat, peu fiable , c'est vraiment du "bricolage" ) l'autre , électronique, avec un circuit annexe de variation de tension  sur un ampli Op pris sur le 9V du montage et avec un pont de résistances adapté aux valeurs extrèmes du Still qui là aussi a de grandes dispertions de caractéristiques. j'attends vos réactions à ce type de montage, et je peux transmettre d'autre documents : hbtecno@free.fr

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l'idée était bonne, mais...

Abordons quelque peu la technologie électronique de notre voiture de série construite à Creutzwald ; je n'ai pas pu étudier les prototypes faute de documents ou de schémas et les anciens de l'usine n'avaient pas de trace de ces "bricolages" de l'époque.

Entre la source d'alimentation ( 48 Volts Courant Continu sur batteries au plomb- 48V CC bat Pb ) et les moteurs il fallait rajouter une régulation pour permettre de démarrer en douceur , d'accélérer et de ralentir . ( la récupération d'énergie , quand le moteur se changeait en générateur n'était pas tout à fait au programme).

   On pouvait imaginer des résistances ballast mises en série entre les moteurs et la source d'énergie ( comme sur la célèbre "Jamais contente" de 1900 ) simple, robuste, mais rendement exécrable , bon pour cuire des oeufs ou réchauffer un plat de cassoulet sur ces résistances.

   Le principe était le suivant : au lieu de faire varier la tension continue, on l'envoyait par intermitence au moteur à une fréquence donnée. Pour faire simple, imaginons un interrupteur enclanché la moitié du temps et déclanché l'autre moitié ( voir image 1)
VE002
compte tenu de l'inertie du moteurcela nous donne , pour une fréquence bien adaptéel'équivalent de 50% de la tension. Si l'on fait varier le temps de conduction par rapport au temps d'extinction (rapport cyclique) on peut théoriquement aller de 0 à 100% de l'équivalent tension.

Théoriquement oui, car dans la pratique se posent d'autres problèmes qui n'avaient pas été analysés en leur temps; par exemple, lorsqu'on ouvre un interrupteur sur une charge( avec un courant élevé) de plus sur une charge selfique ( comme un moteur) on peut observer un arc électrique ( certains gros disjoncteurs de distribution électrique sont équipés de réservoirs à air comprimé pour "souffler" l'arc électrique en cas de manoeuvre) . Ici on n'a pas vraiment d'interrupteur mécanique mais des interrupteurs électroniques qui doivent encaisser ce choc. En 1960 , pour des raisons , je pense, de disponibilité de composants et pour des raisons de coût le choix s'est poerté sur 10 transistors de puissance montés en parallèle  ( BDY55) avec le secret espoir ou plus encore d'après moi, l'affirmation des ingénieurs qui n'étaient que des théoriciens , que le courant électrique serait du dixième dans chaque transistor; ce qui n'est jamais le cas ( aujourd'hui même en CAP courant faibles on apprend ça!) ; conclusion : un composant qui encaisse plus que les autres , qui chauffe, dont les caractéristiques dérivent avec la température et qui se met en défaut entrainant les autres en cascade, d'où une panne inévitable à plus ou moins long terme . CQFD : ça n'a jamais fonctionné très longtemps.... voir les rapports des ingénieurs d'essais sur le site de Phil. Boursin.

  D'où une autre version avec au lieu des 10 transistors en parallèle des thyristors de puissance, mais là encore un gros problème : quand un thyristor conduit en courant continu, il reste bloqué tant que le courant entre l'anode et la cathode n'est pas redevenu nul.
VE001

voici le shéma original avec des modifications datées de avril 1971 à août 1971.

il a donc fallu rajouter pour chaque thyristor un circuit spécifique d'extinction ( blocking d'extinction ) dont le principe était d'envoyer une impulsion à travers un petit transformateur élévateur de tension vers la gâchette de chaque thyristor pour tenter de le bloquer ; on peut dire "tenter" car le resultat n'était pas extraordinaire.

toutes ces analyses , déboires et réflexions m'ont amené à essayer un montage très simple , pas cher, adapté d'un kit de super marché et que je suis en train de tester. à suivre

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notice de calcul (2)

   suite de la notice de calcul
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quelques lettres au lieu de données numériques , au moment où sort sur les écrans l'affaire Farewell, on est encore en plein syndrome d'espionnage, alors que de nos jours , tout ceci est dans le domaine public...







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c'est quoi une valeur "convenable" en physique ?









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"une machine géométriquement conforme au schéma précédent" qu'il faut garder en tête pour suivre correctement.







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alternateur monophasé : c'est la même chose mais vu dans l'autre sens ; aujourd'hui on parlerait plutôt de récupération d'énergie , sans tous ces palabres.







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enfin un schéma mais sans cotes, à mon avis quand même à l'échelle 1/1







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voici quelques formules non couvertes par le secret d'état : relation entre pulsation et fréquence.







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induction entre 0,293B et 1,707B  précision de mesure ? dispersions des caractéristiques ?







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là on fait allusion à un "dispositif de commutation électronique" , dont personne n'a plus trace sinon sur les prototypes en cours de restauration.




voyons la suite.

voilà, vous avez la notice au complet ; c'était la poésie des polytechniciens de l'époque , vous allez découvrir la mienne par la suite , j'attends vos commentaires.

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02 septembre 2009

SMART

tout le monde connait Smart , mais il faut savoir qu'au début le concept de ces petites voitures nous le devons à l'horloger suisse Swatch. (autre histoire) Smart annonce le début de sa production de Fortwo Electric Drive à Hambach ( près de Sarreguemines en Moselle) D'abord réservé à la location longue durée à Berlin elle intéresse déjà Londres pour un système de type "autolib" Mais ce n'est qu'après une évaluation de ses points de recharge que le véhicule sera proposé ailleurs ( Paris est aussi intressée...)

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la voiture et l'AFPA

Étant membre de jury professionnel à l'AFPA de Pompey , et lors d'une soutenance des élèves j'ai vu qu'ils s'intéressaient à la gestion de la traction électrique des véhicules ; bon sujet de  TP; j'ai proposé aux enseignants de leur mettre à disposition un véhicule et de laisser libre cours aux élèves quant à la réalisation. La voiture a servi plusieurs années de banc test et les rapports des élèves auraient pu inspirer nos constructeurs au vu de la pertinence des études et des analyses fonctionnelles très poussées. Ils n'avaient gardé que la base : châssis , moteurs , batteries et levier de commande , tout le reste était à inventer ou à ré-inventer.
_MGP4372
voici la Porquerolles sortant du Hall du centre de Laxou-PompeyLaxou-Pompey

elle avait servi de support pendant près de 10 ans aux élèves de la section T.S.E.A.I.

qui ont ainsi touché du doigt la problématique de la voiture électrique

Le choix technologique s'était déjà porté sur des IGBT pour assurer la commutation de puissance , équivalent à ce qu'on trouve aujourd'hui sur les Prius et autres véhicules de série.

_MGP4374voici une vue de l'électronique embarquée avec comme idée novatrice la récupération d'énergie au freinage et en descente, le tout piloté par un micro contrôleur. Le plus surprenant c'est que ça fonctionnait très bien ( il fallait un PC portable sur les genoux mais ça c'est la phase de mise au point.


Dans le document de le promotion de mars 96 à mars 97 il y a foule d'informations techniques , relevés de courbes , ...dommage que ce travail ne soit pas sorti de l'anonymat.

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28 août 2009

notice de calcul (1)

je ne peux résister au plaisir de vous faire partager une notice technique de l'époque , non signée , non datée mais avec la saveur poétique des ingénieurs de l'époque ( un peu désuet aujourd'hui ) on peut imaginer les écrits du 18ème ou 19ème siècle...voire ceux de l'époque de René Descartes en latin...

notice001papier jauni par le temps et les UV , ( je n'ai pas fait l'analyse du reste...)

une caligraphie parfaite , à la main, sait-on encore écrire aujourd'hui avec des "Sergent-Major" trempées dans une Watermann bleue séchée au buvard rose ???

ce genre de document était "la bible" et tout le monde s'y référait sans discuter ni le fond ni la forme


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agrandissez pour lire , ça vaut le coup d'oeil ;

c'est plus près de la philosophie et de la poésie que de l'énoncé de lois physiques

des phrases comme ..."il est désirable"... dans une note de calcul semblent un peu originales de nos jours.


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on en revient bien sûr à la machine à réluctance variable, en dehors de ça point de salut







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beaucoup d'affirmations , peu de démonstrations , mes profs de maths et de physique des années 1970 m'auraient dit " affirmations gratuites"

mon prof de maths aurait rajouté : "errare humanum est sed prseverare diabolicum est"

( véridique , de M. Jean Rattier , prof dans mon lycée avec qui j'ai eu 19,5 / 20 au bac en ces années là...)

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zéro pointé pour la courbe ( échèle , orientation, ... log ou lin?)

là ce n'est plus de la poésie mais de l'art pictural abstrait ( influence Picasso?)




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Vous avez tout compris , c'est clair , comptez le nombre de "maximum" , "minimum", sensiblement...

c'est avec ce type de papier qu'on allait voir un cabinet ministériel et qu'on obtenait des subventions conséquentes.


à suivre...


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25 août 2009

La voiture de série

La voiture analyse critique

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le premier prototype qu'on voit ci après avec au still -(volant) M. Carré sur le parvis de la Défense à Paris était équipé de moteurs-roues à réluctance variable et la roue avant était une « roue folle » ;

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moi-même au"volant" d'un des bolides de l'usine de Creutzwald

un double châssis : le châssis tubulaire en T non suspendu supportant la roue avant libre , les roues motrices arrières ( comprenant les moteurs) un châssis suspendu servant de support à la coque, aux batteries et à l'électronique de commande. La liaison entre les deux châssis étant assurée à l'avant par butée élastique et à l'arrière par deux ressorts auto-amortisseurs ( brevet jarret) en forme de s ( compression hydrostatique d'élastomères )

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le châssis nu

pour pouvoir immatriculer ce véhicule il fallait passer au Service des Mines (DRIRE aujourd'hui) et ces braves technocrates n'ayant quasiment jamais entendu parler d'électronique ( c'était de la science fiction pour eux ) ont imposé d'une part un couplage rigide entre le « volant » et la roue avant et des systèmes de freins mécaniques qu'on pouvait « voir ». Lorsque j'ai terminé ma carrière aux HBL dans les années 1990-2000 les choses n'avaient pas vraiment évolué , la DRIRE qui était notre « inspecteur du travail » avait toujours autant de « mécaniciens » et quasiment pas d'automaticiens ou d'électroniciens , le dialogue était toujours quelque peu délicat.

Pour en revenir à la partie électronique de départ du prototype , le schéma de principe était séduisant mais la technologie des composants de l'époque ne permettait pas d'encaisser les variations d'intensité pour commander les moteurs ; on n'était pas non plus aux micro processeurs et à l'électronique embarquée d'aujourd'hui ; lors de mon stage de fin d'étude d'ingénieur en 1976 j'ai réalisé des éléments en « logique câblée » avec les premières portes logiques intégrées et ce qui tient aujourd'hui dans une boite d'allumettes demandait à l'époque le volume de deux ou trois boites à chaussures. Il n'existe malheureusement plus beaucoup de traces de l'électronique expérimentale de l'époque sur ce premier prototype mais en lisant les avatars et aventures des « pilotes d'essais » on voit que soit « ça crâmait » et donc ça n'avançait plus soit « ça flashait » et ça fonçait ( tout droit dans le meilleurs des cas) ou ça tournait en rond. Les thyristors de puissance utilisés et fabriqués à l'époque ne résistaient pas aux courants de retour dus aux selfs des moteurs ou n'avaient pas les caractéristiques dans la gamme de tension voulue . ( on travaille ici en basse tension : 48V) on savait faire des gros thyristors pour les grosses machines ( laminoirs , bandes transporteuses, machines d'extraction...) mais pas pour les petites sinon pour les jeux de lumière ( 300 à 400 V qqs A) mais utilisés en courant alternatif.

(voir l'article de Philippe Boursin et de l'ingénieur d'essais)

Le véhicule fabriqué à Creutzwald revenait à des technologies plus éprouvées et connues , en matière de commutation de puissance, deux options la première avec 10 transistors 2N3055 en parallèle ( si ça existé...)

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extrait de la revue "Autovolt"montrant une platine avec 12 transistors.

les notes de calculs étaient remplies de poésie et manuscrites , dans mon prochain numéro...

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L'usine de Creutzwald

Les évolutions du prototype


à partir de là les histoires se déroulent en parallèle , celle de la voiture et celle de l'usine avec ses hommes.


Le premier chef d'usine était originaire de Creutzwald , agent des HBL et adjoint au maire Felix Mayer ; né en 1930 j'ai eu le plaisir de le rencontrer au printemps 2008 et voici ce que j'ai pu en retenir :M.Kieffer était préparateur aux ateliers centraux des HBL (Houillères du Bassin de Lorraine – Groupe Charbonnage de France ) il travaillait sous les ordres de M.Jean en charge de l’organisation de l’entretien préventif des lavoirs ( lavoirs : installations de surface de la mine permettant de séparer le charbon à commercialiser des schistes roches inertes ) Il se retrouvait au siège de La Houve ( Creutzwald ) sous les ordres de M. Reinhardt comme contre-maître principal . Il était alors aussi au conseil municipal de la Ville de Creutzwald avec un maire à la très forte personnalité M. Felix Mayer . Ne pas oublier que dans le contexte de l’époque après le discours du Général de Gaule qui prônait l’indépendance énergétique de la France à l’horizon de l’an 2000 ( avec près d’un demi siècle d’avance …) certains avaient déjà compris que les mines de charbon fermeraient d’ici là et que notre électricité serait faite du nucléaire.

 Dans le contexte de l’époque c’est M.Moussu qui était secrétaire général des HBL , et dans les administrateurs de HBL on trouvait en particulier M.Tranier ( X de formation , ancien de Panhard à la direction de CdF et conseiller financier aux HBL de plus président du BTE ) celui-ci ami de M.Marie (administrateur de colonies en Indochine) et très lié avec les frères Jarret .

C’est dans ce contexte que M.Kieffer se voit proposer un détachement de 6 mois à Paris pour prendre en charge la CEEDEVE avec M.Hemuth Vilemy , dans les locaux situés rue Chardon –Lagache ; ils seront logés à Puteaux dans un hôtel chez Mme Bovin et c’est dans cet hôtel que sera tourné le film « le Chat » avec Gabin et Signoret. Malheureusement le véhicule ne fonctionne pas à cause des problèmes de thyristors et de moteurs , en gros le principe est acceptable mais la technologie de l’époque ne permet pas d’associer l’électronique de puissance avec une fiabilité suffisante pour transformer ces prototypes en produit industriel.

Le bureau d’études aux Mureaux est dirigé par les frères Jaret et c’est au salon de l’auto 1969 que le véhicule est présenté à la presse et au président Pompidou. C’est la même année en décembre 1969 que la CEEDEVE déménage à Creutzwald dans l’usine relais occupée aujourd’hui par EUROFIL. Cette usine fut construite par les HBL sous les directives de M.Wolff chargé de la construction de bâtiments ( lavoirs , ateliers , …) ce bâtiment est aujourd’hui occupé par Happich puis Johnson Control .

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L'usine de Creutzwald en construction : 1970


Fin 70 un premier essai de fabrication en chaîne est lancé : les moteurs sont confiés à Leroy-Sommer ( Angoulème) les sièges à Bertrand Faure les châssis à une société alsacienne , l’électronique et la coque en fibre de verre étant réalisés sur place à Creutzwald . Le montage débute à partir de février 1971 .

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photo posée prise pour le Japon ( on ne doute de rien...)


Première rupture : la direction admet (enfin) que le prototype ne fonctionne pas et associée à un industriel  , c’est M.Chavannes de Leroy Sommer qui reprend l’usine . IL liquide le bureau d’études ( dont j’ai retrouvé les acteurs et qui en ont encore « gros sur la patate » ) et s’en remet à une technologie connue : le moteur à Courant Continu

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moteur monté sur les roues arrière, avec une transmission par chaîne


les essais se poursuivent à Creutzwald et les techniciens s'épuisent à trouver des solutions pour faire tourner la machine

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la plaque signalétique d'une de mes voitures


la suite on la connaît . le reste des ouvriers est occupé à tronçonner les châssis et à fabriquer des gardes corps pour les jardins de villages de vacances pour les CRS ( !!!) l’usine fini de se démanteler fin 1972 et disparaît du paysage au printemps 1973.

M.Kieffer ( chef d’atelier) rentre à la SAREL en avril 1974 et termine sa carrière en 1987.

à suivre...

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22 août 2009

les dépliants publicitaires

voici ce qui intéressait les gens en 1969:

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L'ETAT actionnaire à plus de 50% , quel argument de vente...


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200 véhicules vendus? combien roulent?




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Il y a des endroits où il pleut de temps en temps...




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avec un vrai volant ( et pas en option...)







on voit déjà les idées pour adapter la gamme qui n'avait été pensée que pour le midi de la France et les vacances... toujours se remettre dans le contexte post-68 et une certaine "bourgeoisie" qui n'avait rien vu venir...

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la pub de l'époque

à propos du salon de l'auto 1969 ( 69 année ...merci M.Serge)
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avant la présentation de la Porquerolles au salon de l’auto 1969 ( un an après mai 1968 ) le directeur de la promotion M.Sarazac-Soulages avait interdit que les manequins apparaissant sur les photos de la Porquerolles soient en mini-jupe ou avec un décolleté  de ce fait ces jeunes filles étaient toutes en pantalon et en col roulé sous une chaleur torride ( voir les reportages de l’époque…) c’est ça la Vielle France

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