FR3131139A1 - Dispositif et procédé de contrôle d’un moteur électrique en vue de réduire un bruit de fonctionnement - Google Patents

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Serge Bruno
Thierry TOLLANCE
Emre Uygun
Daniel Depernet
Michel HECQUET
Vincent Lanfranchi
Abdelmounaïm TOUNZI
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Abstract

Dispositif de contrôle d’un moteur électrique synchrone comprenant un rotor et un stator, ledit stator étant muni d’un enroulement (Ph1, Ph2, Ph3) alimenté électriquement par un onduleur, ledit onduleur comprenant une ligne électrique munie d’au moins une cellule de commutation (M1 à M6), le dispositif de contrôle pilotant l’onduleur au moyen d’un module de commande déterminant une loi de commande, la loi de commande déterminant au moins un angle de commande (α) et un angle de conduction (δ), caractérisé en ce que le module de commande comprend une boucle de régulation déterminant un angle de conduction modifié(δm) en fonction d’une mesure d’un signal image d’un courant (Ve) circulant dans l’au moins une ligne électrique, l’angle de conduction modifié (δm) étant déterminé de sorte qu’un signal image (Vs), basé sur le signal image du courant (Ve) et centré sur au moins une fréquence donnée respecte au moins un critère. Figure 4

Description

Dispositif et procédé de contrôle d’un moteur électrique en vue de réduire un bruit de fonctionnement
L’invention concerne le domaine des moteurs électriques et plus particulièrement un dispositif de contrôle d’un moteur électrique et un procédé de contrôle. L’invention s’applique dans le domaine des installations domotiques, notamment des installations dans un bâtiment comportant une ouverture, fenêtre ou porte, l’installation étant équipée d’un écran appartenant à un dispositif d’occultation de l’ouverture, en particulier un store enroulable motorisé, par le biais d’un actionneur électromécanique.
Un tel actionneur électromécanique comprend notamment un moteur électrique et permet de mettre en rotation un arbre ou tube d’enroulement de sorte à dérouler ou enrouler l’écran du dispositif d’occultation.
Un moteur électrique « sans balais » synchrone à commutation électronique (PMSM acronyme du terme anglais Permanent Magnetic Synchron Motor) en anglais) connu pour un tel actionneur électromécanique comporte classiquement un rotor comprenant plusieurs aimants permanents, et un stator comprenant plusieurs enroulements.
Chaque enroulement du stator est alimenté par une phase électrique, désignée par U, V et W dans la suite de la description.
D’autres moteurs applicables à de tels actionneurs électromécaniques contiennent un seul enroulement.
Par ailleurs, un onduleur contient au moins une ligne électrique dont chacune des parties de la ligne électrique en lien avec une masse électrique de l’onduleur sera qualifiée de « côté masse », ou « low side » en anglais, et chacune des parties de la ligne électrique en lien avec une alimentation de l’onduleur sera qualifiée de « côté alimentation » ou « high side » en anglais. Chaque ligne électrique comporte sur le côté masse une première cellule de commutation, par exemple de type MOSFET, aussi qualifiée de « low side » et sur le côté alimentation une seconde cellule de commutation, par exemple de type MOSFET, aussi appelée « high side », selon un schéma connu de l’Homme du Métier.
Les phases des enroulements du stator du moteur sont alimentées par les lignes électriques de l’onduleur. Plus particulièrement, la ou chaque phase est reliée à une ligne électrique entre la cellule de commutation côté masse et la cellule de commutation côté alimentation.
Chaque cellule de commutation de l’onduleur comprend un état activé dans lequel la cellule de commutation permet un passage d’un courant et un état bloquant dans lequel ladite cellule de commutation bloque ledit passage de courant.
Une séquence des commandes de l’ états que prend chaque cellule de commutation en fonction du temps correspond à une loi de commande de l’onduleur.
Il est connu d’utiliser une loi de commande dite « trapézoïdale », également appelée commande en créneaux de tension modulés, dont le principe de base est de commuter chaque cellule de commutation tous les 1/6ed’une période électrique, soit tous les 60° électrique, en mettant dans l’état activé simultanément une cellule de commutation côté masse et une cellule de commutation côté alimentation.
En outre, afin de pouvoir régler un niveau de tension alimentant les phases du moteur, il est connu d’utiliser une modulation de largeur d’impulsion, également appelée « pulse width modulation » en anglais, modulation dite « tournante » dans laquelle une cellule de commutation différente est modulée à chaque commutation.
Cette commande a l’avantage d’être robuste et de requérir peu de puissance de calcul. Cependant, elle génère un bruit audible lors d’un fonctionnement du moteur. Ce bruit est considéré particulièrement gênant dans les installations domotiques.
Ainsi, il est connu d’utiliser une loi de commande dite « sinusoïdale », également appelée commande vectorielle à flux orienté. L’utilisation de cette loi de commande permet de diminuer le bruit émis d’environ 10dB. Cependant, elle nécessite des ressources de calcul importantes qui augmentent un coût du moteur.
L’invention a pour but de proposer une loi de commande nécessitant peu de puissance de calcul et permettant de diminuer le bruit émis par rapport à une commande trapézoïdale classique.
L’invention a pour objet un dispositif de contrôle d’un moteur électrique synchrone comprenant au moins un rotor et au moins un stator, ledit au moins un stator étant muni d’au moins un enroulement alimenté électriquement par un onduleur, ledit onduleur comprenant au moins une ligne électrique munie d’au moins une cellule de commutation, le dispositif de contrôle pilotant l’onduleur au moyen d’un module de commande déterminant une loi de commande des cellules de commutation dudit onduleur, la loi de commande déterminant au moins un angle de commande et un angle de conduction de l’au moins une cellule de commutation, caractérisé en ce que le module de commande comprend une boucle de régulation de l’angle de conduction de la loi de commande, ladite boucle de régulation déterminant un angle de conduction modifié en fonction d’une mesure d’un signal image d’un courant circulant dans l’au moins une ligne électrique, l’angle de conduction modifié étant déterminé de sorte qu’un signal image basé sur le signal image du courant et centré sur au moins une fréquence donnée respecte au moins un critère.
L’au moins un enroulement du stator du moteur est alimenté par l’au moins une ligne électrique de l’onduleur. Plus particulièrement, chaque enroulement est alimenté par une phase qui est reliée à une ligne électrique entre la cellule de commutation côté masse et la cellule de commutation côté alimentation.
Dans la suite de la description, et uniquement à titre d’exemple, le moteur comprend au moins trois enroulements.
Chaque phase alimente un enroulement sur un angle électrique de sorte à créer un champ magnétique tournant. Au moins un élément de détermination détermine une position du rotor du moteur, comme par exemple un capteur à effet hall.
Le dispositif de contrôle selon l’invention comprend un module de commande qui détermine une loi de commande de l’onduleur correspondant à une séquence de commutation des cellules de commutation. Le module de commande est donc un ensemble de composants électroniques, et un ensemble de programmes logiciels qui permettent de piloter les cellules de commutation de l’onduleur via une détermination de l’angle de commande et de l’angle de conduction de la loi de commande. Plus précisément, le dispositif de contrôle détermine une loi de commande de type trapézoïdale modifiée en ce que l’angle de commande et l’angle de conduction de la loi de commande ont des valeurs différentes de celle d’une loi de commande trapézoïdale classique.
L’angle de commande est un paramètre de la loi de commande de l’onduleur correspondant à un angle électrique entre une commutation d’une cellule de commutation côté alimentation et une position angulaire du rotor. Ce paramètre est réglé en retardant ou en avançant la séquence de commutation par rapport à l’angle électrique du moteur. L’angle de commande permet de régler indirectement un angle de charge qui correspond à l’angle électrique d’un fondamental du courant de phase par rapport à un fondamental d’une force électromotrice du moteur, et qui permet un réglage de couple optimal. Dans le cas d’une commande trapézoïdale, la relation entre l’angle de commande et l’angle de charge n’est pas linéaire et dépend des conditions de charge auxquelles est soumis le moteur. Généralement l’angle de commande est de 30°.
En particulier, les conditions de charge auxquelles est soumis le moteur sont liées au dispositif d’occultation dans lequel il est intégré. L’enroulement ou le déroulement de l’écran sur le tube d’enroulement modifie la charge suspendue au tube d’enroulement, notamment le poids de la partie d’écran suspendue, et donc l’effort que doit fournir le moteur pour enrouler ou dérouler l’écran. Ces conditions de charge évoluent donc au cours de la rotation du moteur.
L’angle de conduction est l’angle électrique correspondant à la durée durant laquelle une cellule de commutation est dans un état activé. Généralement, pour un moteur à trois enroulements, cet angle est de 120° dans le cas de la commande trapézoïdale car une conduction d’une cellule de commutation se fait sur deux secteurs de 60°. Pour augmenter l’angle de conduction, et donc obtenir une commande trapézoïdale modifiée, il y a alternance de séquences à deux cellules de commutation dans l’ état activé suivies de séquences à trois cellules de commutation dans l’état activé. Autrement dit, la commande trapézoïdale modifiée comprend six séquences à deux cellules de commutation dans l’état activé puis six séquences à trois cellules de commutation dans l’état activé.
Selon l’invention, le module de commande comprend une boucle de régulation qui permet de modifier l’angle de conduction de la loi de commande trapézoïdale. Autrement dit, la boucle de régulation détermine l’angle de conduction modifié. Le module de commande a donc pour objectif d’augmenter ou de diminuer l’angle de conduction en entrée du module de commande de l’onduleur, faisant ainsi en sorte de respecter le critère. La boucle de régulation reçoit en entrée le signal image du courant circulant dans au moins l’une des lignes électriques dépendant de l’angle de conduction et détermine à partir de ce signal image un nouvel angle de conduction modifié.
Le critère est tel que lorsque le signal image du courant respecte le critère, l’amplitude d’un harmonique à une fréquence donnée du signal image du courant circulant dans l’au moins une des lignes électriques est réduit, et ainsi réduire un bruit sonore, c'est-à-dire un signal acoustique, émis par le moteur.
En effet, la demanderesse a découvert une corrélation entre une amplitude d’un harmonique à une fréquence donnée du signal acoustique du moteur et l’amplitude d’un harmonique à une fréquence donnée du signal image du courant circulant dans l’au moins une des lignes électriques. Ainsi, en réduisant l’amplitude de l’harmonique à une fréquence donnée du signal image du courant circulant dans l’au moins une des lignes électriques, par la suite également appelée harmonique de courant, il est possible de réduire l’amplitude de l’harmonique à une fréquence donnée du signal acoustique du moteur, par la suite également appelée harmonique acoustique, et donc son niveau sonore.
Cette corrélation est déterminée à l’aide de modèles multiphysiques (magnétique, vibratoire, acoustique) analytiques. Par superposition modale, les modèles multiphysiques permettent de déterminer quels harmoniques d’efforts magnétiques sont à l’origine des harmoniques acoustiques. Plus précisément, par démarche directe (résolution d’équations analytiques) ou inverse (utilisation d’un produit de convolution), appliquée au calcul des efforts magnétiques, il est possible de remonter jusqu’aux harmoniques d’induction magnétique qui en sont responsables. Puis en appliquant la même démarche (directe ou inverse) au calcul de l’induction, il est possible de retrouver les harmoniques de courant qui en sont à l’origine.
La demanderesse a également découvert que modifier l’angle de conduction influe sur l’amplitude des harmoniques de courant. Cependant, l’angle de conduction minimisant ces harmoniques varie en fonction de la charge du moteur. C’est pourquoi l’invention utilise une boucle de régulation permettant de définir l’angle de conduction adapté à la réduction des harmoniques de courant à certaines fréquences données.
La modification de l’angle de conduction de l’onduleur réalisée en sortie de la boucle de régulation va modifier la valeur du signal image du courant circulant dans au moins l’une des lignes électriques.
L’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation, la boucle de régulation comprend au moins un amplificateur passe-bande ou au moins un filtre passe-bande recevant en entrée le signal image du courant et émettant en sortie un signal image centré sur l’au moins une fréquence donnée.
L’amplificateur passe-bande ou le filtre passe-bande est réalisé au moyen de composants électroniques ou par un logiciel.
L’amplificateur passe-bande ou le filtre passe-bande reçoit en entrée le signal image du courant. Il réalise un traitement de ce signal de sorte à émettre un signal image, ou signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée de l’harmonique de courant qui est à diminuer.
Une amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée correspond donc à l’amplitude d’un harmonique à l’au moins une fréquence donnée du signal image du courant.
Selon un mode de réalisation, l’au moins une fréquence donnée est fixe.
Des études vibro-acoustique du moteur électrique permettent de déterminer l’harmonique acoustique et donc l’harmonique de courant à diminuer pour diminuer le bruit émis par le moteur. L’amplificateur passe-bande ou le filtre passe-bande traite le signal image du courant pour isoler et amplifier le signal à cette fréquence donnée.
Selon un mode de réalisation, l’au moins une fréquence donnée correspond à un ensemble de fréquences qui sont des multiples d’une fréquence de base.
Selon un mode de réalisation, la boucle de régulation comprend au moins un module de comparaison qui compare le signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée à l’au moins un critère, l’au moins un critère étant une valeur de seuil d’amplitude.
Ainsi l’angle de conduction modifié est modifié si le signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée ne valide pas l’au moins un critère. L’angle de conduction est modifié tant que le signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée ne valide pas l’au moins un critère.
Selon un mode de réalisation, la boucle de régulation comprend au moins un module de comparaison qui compare une amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée à au moins un critère.
Ainsi c’est l’amplitude, c'est-à-dire le niveau, du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée qui permet de déterminer que l’angle de conduction doit être modifié.
La valeur de seuil correspond à une amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée. La valeur de seuil permet de déterminer une valeur maximale du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée, en dessous de laquelle l’angle de conduction modifié conserve la valeur qu’il avait en sortie de la boucle de régulation précédente. Autrement dit, il s’agit de la valeur en dessous de laquelle le niveau de l’harmonique sonore est acceptable. Avantageusement, la valeur de seuil correspond à une valeur d’hystérésis qui évite des oscillations de l’angle de conduction modifié.
Selon un mode de réalisation, l’angle de conduction est modifié avec un pas déterminé.
Autrement dit, tant que le signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée est supérieure à la valeur de seuil, l’angle de conduction est modifié d’un pas déterminé.
Selon un mode de réalisation, la boucle de régulation détermine un angle de commande modifié en fonction de l’angle de conduction modifié.
Déterminer un angle de commande modifié, c’est-à-dire recaler l’angle de commande lorsque l’angle de conduction modifié varie permet de maintenir un réglage de couple optimal.
Selon un mode de réalisation, la boucle de régulation impose que
Avec :
  • αm: angle de commande modifié
  • δm: angle de conduction modifié
Ainsi la loi de commande du moteur fait en sorte que le courant d’une phase reste centré par rapport à un fondamental de la force électromotrice du moteur.
Selon un mode de réalisation, la mesure du signal image du courant circulant dans l’au moins une ligne électrique est obtenue par un capteur de tension placé au niveau d’une résistance électrique positionnée en série entre une alimentation de l’onduleur et l’au moins une cellule de commutation.
Selon un mode de réalisation, l’angle de conduction modifié est compris entre 120° et 180°.
Selon un mode de réalisation, le module de commande comprend une boucle de régulation d’une vitesse de rotation dudit moteur.
Ainsi la vitesse de rotation du moteur est imposée par cette boucle de régulation de vitesse.
Selon un mode de réalisation, la boucle de régulation de vitesse comprend un correcteur proportionnel-intégral qui modifie une valeur d’un rapport cyclique d’une modulation de largeur d’impulsion en fonction d’un écart entre une vitesse de rotation consigne et une vitesse de rotation estimée. La vitesse de rotation est estimée à l’aide d’au moins un élément de détermination de position angulaire du rotor, par exemple un capteur à effet hall.
La vitesse est régulée au moyen d’un correcteur PI et la valeur du rapport cyclique en fonction de l’écart entre la vitesse de consigne et la vitesse estimée.
Un démarrage peut être effectué en boucle ouverte à l’aide d’une rampe de tension jusqu’à atteindre la vitesse consigne, l’asservissement prend le relais par la suite. Dans ce cas, l’angle de conduction est prédéterminé, par exemple à 120°.
Une seule cellule de commutation est modulée à chaque instant pour limiter les pertes par commutation.
Par la suite, la modulation de largeur d’impulsion désigne l’angle pendant lequel la modulation de largeur d’impulsion est réalisée.
Selon un mode de réalisation, la modulation de largeur d’impulsion a une valeur de 60° électrique.
Selon un mode de réalisation, la modulation de largeur d’impulsion est centrée par rapport à l’angle de conduction, ou la modulation de largeur d’impulsion est à 60° du début de l’angle de conduction, ou la modulation de largeur d’impulsion est réalisée à une fin de l’angle de conduction.
L’invention porte également sur un actionneur électromécanique destiné à un entraînement d’un dispositif d’occultation dans une installation domotique, l’actionneur électromécanique comprenant un moteur comprenant au moins un rotor et au moins un stator, l’actionneur comprenant également un onduleur, ledit au moins un stator étant muni d’au moins un enroulement alimenté électriquement par l’onduleur, ledit onduleur comprenant au moins une ligne électrique munie d’au moins une cellule de commutation, l’actionneur comprenant également un dispositif de contrôle conforme à l’invention, pour le pilotage de l’onduleur.
L’invention porte en outre sur un procédé de contrôle mettant œuvre un dispositif de contrôle d’un moteur électrique synchrone comprenant au moins un rotor et au moins un stator, ledit au moins un stator étant muni d’au moins un enroulement alimenté électriquement par un onduleur, ledit onduleur comprenant au moins une ligne électrique munie d’au moins une cellule de commutation, le dispositif de contrôle pilotant l’onduleur au moyen d’un module de commande déterminant une loi de commande de l’au moins une cellule de commutation dudit onduleur, la loi de commande déterminant au moins un angle de commande et un angle de conduction de l’au moins une cellule de commutation, caractérisé en ce que le procédé comprend :
  • une étape d’acquisition dans laquelle un signal image d’un courant circulant dans l’au moins une ligne électrique de l’onduleur est mesuré ;
  • une étape de détermination dans laquelle un angle de conduction modifié est déterminé de sorte qu’un signal image basé sur le signal image du courant et centré sur au moins une fréquence donnée respecte au moins un critère ;
  • une étape de commande dans laquelle l’onduleur est commandé au moyen de la loi de commande comprenant l’angle de conduction modifié.
Ainsi, le procédé selon l’invention comprend trois grandes étapes permettant de diminuer le bruit émis par le moteur électrique. Ces étapes sont réalisées par le module de commande et plus particulièrement l’étape de détermination est réalisée par la boucle de régulation.
L’étape de détermination est basée sur des données d’entrée comprenant le signal image du courant et le critère, et détermine l’angle de de conduction modifié en fonction des données d’entrée.
L’étape de commande consiste à commander l’onduleur au moyen de la loi de commande dans laquelle l’angle de conduction correspond à l’angle de conduction modifié lors de l’étape de détermination.
Selon un mode de réalisation, l’étape d’acquisition correspond à une étape de mesure d’une tension au moyen d’un capteur de tension au niveau d’une résistance électrique positionnée en série entre une alimentation de l’onduleur et l’au moins une cellule de commutation.
Selon un mode de réalisation, l’étape de détermination comprend :
  • Une phase de traitement dans laquelle le signal image du courant circulant dans l’au moins une ligne électrique est traité par au moins un filtre passe-bande ou par au moins un amplificateur passe-bande de sorte à déterminer un signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée;
  • Une phase d’analyse dans laquelle le signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée est comparé à l’au moins un critère;
  • Une phase de spécification dans laquelle l’angle de conduction modifié est déterminé.
La phase d’analyse est réalisée par le module de comparaison. Plus précisément, l’amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée est comparée à l’au moins un critère.
La phase de spécification est réalisée à partir de l’analyse réalisée lors de la phase d’analyse. Selon les résultats de la phase d’analyse, la phase de spécification détermine une nouvelle valeur de l’angle de conduction de sorte à obtenir l’angle de conduction modifié.
Selon un mode de réalisation, si lors de la phase d’analyse, l’amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée est supérieure au seuil, alors la valeur de l’angle de conduction modifié est déterminée à une valeur fixe, par exemple égale à 150°. En revanche, si l’amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée est inférieure au seuil, alors la valeur de l’angle de conduction modifié est déterminée égale à 120°
Selon un mode de réalisation, si à un temps T0, lors de la phase d’analyse, une amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée est supérieure à un seuil alors la valeur de l’angle de conduction modifié est modifiée dans un premier sens lors de la phase de spécification,
  • si à un temps T1, supérieur au temps T0, l’amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée est supérieure à l’amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence au temps T0, alors la valeur de l’angle de conduction modifié est modifiée dans un second sens, opposé au premier sens, lors de la phase de spécification,
  • si au temps T1, l’amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée est inférieure à l’amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence au temps T0, alors la valeur de l’angle de conduction modifié est modifiée dans le premier sens lors de la phase de spécification,
si l’amplitude du signal de sortie centré sur l’au moins une fréquence donnée est inférieure au seuil alors la valeur de l’angle de conduction modifié est maintenue constante lors de la phase de spécification.
Le premier sens et le second sens correspond à un ajout ou une diminution de la valeur de l’angle de conduction. Lorsque l’angle de conduction est égal à 120°, le premier sens est une augmentation.
Selon un mode de réalisation, l’angle de conduction est modifié avec un pas déterminé.
Le seuil correspond à une valeur d’hystérésis choisie.
Selon un mode de réalisation, la phase de spécification détermine un angle de commande modifié en fonction de l’angle de conduction modifié.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de régulation d’une vitesse de rotation du moteur électrique.
Le procédé comprend donc une boucle de régulation de la vitesse de rotation du moteur électrique.
Selon un mode de réalisation, la boucle de régulation de la vitesse est indépendante de la boucle de régulation de l’angle de conduction.
Selon un mode de réalisation, l’étape de régulation de la vitesse de rotation est réalisée par un correcteur proportionnel-intégral qui modifie une valeur d’un rapport cyclique d’une modulation de largeur d’impulsion en fonction d’un écart entre une vitesse de rotation consigne et une vitesse de rotation estimée.
Selon un mode de réalisation, la modulation de largeur d’impulsion est centrée par rapport à l’angle de conduction, ou la modulation de largeur d’impulsion est à 60° du début de l’angle de conduction, ou la modulation de largeur d’impulsion est réalisée à une fin de l’angle de conduction.
L’invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à plusieurs modes de réalisation selon la présente invention, donné à titre d’exemples non limitatifs et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
la est une coupe schématique transversale d’une installation conforme à un mode de réalisation de l’invention,
la est une vue schématique en perspective de l’installation illustrée à la ,
la est une coupe schématique d’un actionneur électromécanique de l’installation illustrée aux figures 1 et 2, selon un plan de coupe passant par un axe de rotation d’un arbre de sortie de l’actionneur électromécanique,
est une représentation schématique d’une partie du procédé selon l’invention,
est une représentation de l’évolution du courant de phase en fonction de la fréquence pour un angle de conduction de 120° et de 170°,
est une représentation schématique d’un onduleur et d’un moteur électrique,
est un schéma d’une loi de commande d’un onduleur pour un angle de conduction de 160°,
est un schéma d’un filtre passe-bande utilisé dans l’invention.
On va décrire tout d’abord, en référence aux figures 1 et 2, une installation domotique conforme à l’invention et installée dans un bâtiment B comportant une ouverture 1, fenêtre ou porte, équipée d’un écran 2 appartenant à un dispositif d’occultation 3, en particulier un store enroulable motorisé.
Le dispositif d’occultation 3 peut être alternativement un volet roulant, un store avec des lames orientables, ou encore une porte enroulable. En pratique, la présente invention s’applique à tous les types de dispositif d’occultation comprenant un arbre d’enroulement motorisé en rotation.
On va décrire, en référence aux figures 1 à 3, un store motorisé conforme à un mode de réalisation de l’invention.
L’écran 2 du dispositif d’occultation 3 est enroulé sur un arbre d’enroulement 4, prévu sous la forme d’un tube d’enroulement, entraîné par un dispositif d’entraînement motorisé 5. L’écran 2 est mobile entre une position enroulée, en particulier haute, et une position déroulée, en particulier basse.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 comprend un actionneur électromécanique 11, en particulier de type tubulaire, permettant de mettre en rotation le tube d’enroulement 4 de sorte à dérouler ou enrouler l’écran 2 du dispositif d’occultation 3.
Le dispositif d’occultation 3 comprend le tube d’enroulement 4 pour enrouler l’écran 2. Dans l’état monté de l’installation domotique, l’actionneur électromécanique 11 est inséré dans le tube d’enroulement 4.
L’actionneur électromécanique 11 et le tube d’enroulement 4 sont tous deux positionnés de manière coaxiale le long d’un axe longitudinal X. Le diamètre intérieur du tube d’enroulement 4 est sensiblement équivalent au diamètre externe de l’actionneur électromécanique 11, de sorte que l’actionneur électromécanique 11 peut être inséré dans le tube d’enroulement 4 lors de l’assemblage du dispositif d’occultation 3.
De manière connue, l’écran 2 du volet roulant 3 est formé par une toile, laquelle s’accroche par une première extrémité, au tube d’enroulement et par l’autre extrémité à une barre lestée 8.
La position haute enroulée de l’écran correspond à la position de la barre lestée au niveau du tube d’enroulement et la position basse déroulée correspond à la position de la barre lestée 8 de l’écran 2 au niveau du seuil 7 de l'ouverture 1. Le déploiement de l’écran peut être guidé par des coulisses 6.
Le tube d’enroulement 4 peut être disposé à l’intérieur d’un coffre 9 ou être apparent. Le tube d’enroulement 4 est mobile en rotation par rapport à un support 10, tel qu’une joue, du coffre 9.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 est commandé par une unité de commande. L’unité de commande peut être, par exemple, une unité de commande locale 12, où l’unité de commande locale 12 peut être reliée en liaison filaire ou non filaire avec une unité de commande centrale 13. L’unité de commande 12 est représentée ici en version radio avec une antenne 12a. L’unité de commande centrale 13 pilote l’unité de commande locale 12, ainsi que d'autres unités de commande locales similaires et réparties dans le bâtiment. Elle est représentée ici munie d’une antenne radio 13a.
L'unité de commande centrale 13 peut être en communication avec un ou plusieurs capteurs, non représentés, pouvant être configurés pour déterminer, par exemple, une température, une luminosité intérieure ou extérieure.
Une télécommande 14, pouvant être un type d’unité de commande locale, et pourvue d'un clavier de commande, qui comprend des moyens de sélection et éventuellement d’affichage, permet, en outre, à un utilisateur d'intervenir sur l’actionneur électromécanique 11 et/ou l’unité de commande locale 12 et/ou centrale 13.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 est, de préférence, configuré pour exécuter les commandes de déroulement ou d'enroulement de l’écran 2 du dispositif d’occultation 3, pouvant être émises notamment par la télécommande 14, l’unité de commande locale 12, l’unité de commande centrale 13 ou un capteur.
On va décrire à présent, plus en détail et en référence aux figures 3 et 6, l’actionneur électromécanique 11 appartenant à l’installation domotique des figures 1 et 2.
L’actionneur électromécanique 11 comprend un moteur électrique 16. Le moteur électrique 16 comprend un stator 32 et un rotor 34 positionnés de manière coaxiale autour de l’axe longitudinal ou axe de rotation X.
Des moyens de commande de l’actionneur électromécanique 11, permettant le déplacement de l’écran 2 du dispositif d’occultation 3, sont constitués par au moins une unité électronique de contrôle 15. Cette unité électronique de contrôle 15 est apte à mettre en fonctionnement le moteur électrique 16 de l’actionneur électromécanique 11 et, en particulier, à permettre l’alimentation en énergie électrique du moteur électrique 16. Ainsi, l’unité électronique de contrôle 15 commande, notamment, le moteur électrique 16, de sorte à ouvrir ou fermer l’écran 2, comme décrit précédemment.
L’unité électronique de contrôle 15 comprend également un module de réception d’ordres 15a, en particulier d’ordres radioélectriques émis par un émetteur d’ordres, tel que la télécommande 14, destiné à commander l’actionneur électromécanique 11. Le module de réception d’ordres 15a peut ainsi recevoir des consignes de position et/ou ordres de mouvement, tels que, par exemple, ouvrir ou fermer l’écran 2, provenant par exemple d’une unité de commande locale 12, d’une télécommande 14, d’une unité de commande centrale 13 ou d’un capteur de l’installation domotique. Le module de réception d’ordres 15a peut également permettre la réception d’ordres transmis par des moyens filaires.
Ici, et tel qu’illustré à la , l’unité électronique de contrôle 15 est disposée à l’intérieur d’un carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
Les moyens de commande de l’actionneur électromécanique 11 comprennent des moyens matériels et/ou logiciels. A titre d’exemple nullement limitatif, les moyens matériels peuvent comprendre au moins un microcontrôleur 27.
L’actionneur électromécanique 11 est alimenté en énergie électrique par un réseau d’alimentation électrique du bâtiment, par exemple par le réseau alternatif du secteur ou par un bus à courant continu, ou encore au moyen d’une batterie non représentée, pouvant être rechargée, par exemple, par un panneau photovoltaïque. Ici, l’actionneur électromécanique 11 comprend un câble d’alimentation électrique 18 permettant son alimentation en énergie électrique depuis le réseau d’alimentation électrique du secteur.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, l’actionneur électromécanique 11 est destiné à être placé dans un rail profilé en U et destiné à entraîner en rotation un arbre d’enroulement sur lequel s’enroulent des cordons associés à l’écran.
Le carter 17 de l’actionneur électromécanique 11 est, préférentiellement, de forme cylindrique. Dans un mode de réalisation, le carter 17 peut être réalisé dans un matériau métallique. La matière du carter de l’actionneur électromécanique n’est nullement limitative et peut être différente, il peut en particulier s’agir de matière plastique.
L’actionneur électromécanique 11 comprend également un réducteur 19, en particulier un réducteur épicycloïdal et un arbre de sortie 20. Avantageusement, le moteur électrique 16 et le réducteur 19 sont disposés à l’intérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
L’arbre de sortie 20 de l’actionneur électromécanique 11 est disposé à l’intérieur du tube d’enroulement 4 et, au moins en partie, à l’extérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
L’arbre de sortie 20 de l’actionneur électromécanique 11 est accouplé par un accessoire de liaison 30 au tube d’enroulement 4, en particulier un accessoire de liaison en forme de roue.
L’actionneur électromécanique 11 comprend également un support de couple 21, monté au niveau d’une extrémité du carter 17 opposée à l’arbre de sortie 20 et obturant l’extrémité du carter 17. Le carter 17 et le support de couple 21 sont fixes en rotation l’un par rapport à l’autre.
Le support de couple 21 de l’actionneur électromécanique 11 est fixé au support 10 du coffre 9 du dispositif d’occultation 3. Le support de couple 21 est également appelé « point fixe » de l’actionneur électromécanique 11.
L’actionneur électromécanique 11 comprend également une couronne-palier 31 montée sur le carter 17 et libre en rotation par rapport au carter 17. La couronne-palier 31 est fixée en rotation au tube d’enroulement 4, de sorte que la couronne-palier 31 assure une fonction de palier en rotation du tube d’enroulement 4 sur le carter 17, à proximité du support de couple 21.
Ici, le moteur électrique 16 est de type sans balais à commutation électronique, de type moteur synchrone à aimants permanents, appelé« PMSM » (acronyme du terme anglais Permanent Magnetic Synchron Motor).
Le rotor du moteur électrique 16 comprend un corps de rotor muni d’éléments magnétiques entourés par le stator. Ici, les éléments magnétiques sont des aimants permanents.
Le stator du moteur électrique 16 comprend un noyau de stator comprenant des éléments polaires répartis sur la périphérie du stator. Les éléments polaires sont également appelés des dents.
Le stator du moteur électrique 16 comprend des enroulements Ph1, Ph2, Ph3, en l’occurrence trois, reliés électriquement entre eux, tel qu’illustré schématiquement à la .
Préférentiellement, les enroulements Ph1, Ph2, Ph3 sont positionnés autour des éléments polaires du stator. Plus précisément, chaque élément polaire est entouré par un enroulement Ph1, Ph2 ou Ph3 qui lui est propre. Les enroulements Ph1, Ph2, Ph3 sont reliés entre eux de sorte que lorsqu’ils sont parcourus alternativement par un courant, ils produisent un champ électromagnétique tournant qui entraîne en rotation le rotor.
L’unité électronique de contrôle 15 de l’actionneur électromécanique 11 comprend un circuit non représenté de redressement de la tension alternative du réseau d’alimentation électrique et un module d’alimentation électrique. Le module d’alimentation électrique est ainsi connecté électriquement à une source de tension continue V1. La valeur de la tension continue V1 est définie par rapport à une tension de référence. Alternativement, le circuit de redressement de la tension alternative du réseau d’alimentation électrique peut être externe à l’actionneur électromécanique 11.
L’unité électronique de contrôle 15 de l’actionneur électromécanique 11 comprend également des éléments de détermination de position angulaire (non représentés) positionnés de manière fixe par rapport au stator, de préférence intégrés à celui-ci. De préférence, ces élément de détermination de position angulaire comprennent des capteurs à effet Hall à sortie binaire. De préférence, ces élément de détermination sont positionnés à 60° ou 120° l'un par rapport à l'autre autour de l’axe X, à l’intérieur du stator. Ces capteurs sont aptes à fournir une position angulaire du rotor du moteur électrique 16 autour de l’axe X et donc une position angulaire équivalente de l’arbre de sortie 20 de l’actionneur électromécanique 11.
Le nombre des éléments de détermination de position angulaire n’est pas forcément égal à 3. L’élément de détermination peut être un capteur physique ou un capteur virtuel. Le nombre d’élément de détermination peut également être égal à 1, 2 et 4 ou plus. Dans ce cas, la répartition du ou des éléments de détermination autour de l’axe X est adaptée en fonction de leur nombre.
L’unité électronique de contrôle 15 est notamment configurée pour piloter le moteur électrique 16 de manière à mettre en mouvement l’écran 2 pour le déplacer à une position souhaitée.
Par exemple, l’unité électronique de contrôle 15 est configurée pour piloter le moteur électrique 16 suivant une technique de modulation de largeur d’impulsion (MLI ou PWM pour «Pulse Width Modulation» en anglais). L’unité électronique de contrôle 15 est notamment configurée pour piloter le moteur électrique 16 en tenant compte de la position angulaire du rotor par exemple mesurée par le ou les éléments de détermination de position angulaire.
Le module d’alimentation électrique fait partie, au moins partiellement, de l’unité électronique de contrôle 15 de l’actionneur électromécanique 11.
L’unité électronique de contrôle 15 de l’actionneur électromécanique 11 peut comprendre un dispositif de détection d’obstacle et de fins de course (non représenté) lors de l’enroulement de l’écran 2 et lors du déroulement de cet écran.
Un tel actionneur est notamment décrit dans la demande WO2021/186051.
Chaque enroulement Ph1, Ph2, Ph3 du stator est alimenté par une phase électrique U, V, W comme cela est visible sur la .
Par ailleurs, le module d’alimentation électrique, également appelé onduleur contient trois lignes électriques dont chacune des parties des lignes électriques en lien avec une masse électrique d’un générateur V1 de l’onduleur sera qualifiée de « côté masse », ou « low side » en anglais, et chacune des parties des lignes électriques en lien avec une alimentation du générateur V1 de l’onduleur sera qualifiée de « côté alimentation » ou « high side » en anglais. Chaque ligne électrique comporte sur le côté masse une première cellule de commutation M4, M5, M6, par exemple de type MOSFET ou transistor de type «IGBT» (acronyme du terme anglo-saxon Insulated Gate Bipolar Transistor) aussi qualifiée de « low side » et sur le côté alimentation une seconde cellule de commutation M1, M2, M3, par exemple de type MOSFETou transistor de type «IGBT»,aussi appelée « high side », tel que représenté en .
Les phases U, V, W des enroulements Ph1, Ph2, Ph3 du stator du moteur sont alimentées par les lignes électriques de l’onduleur. Plus particulièrement, chaque phase U, V, W est reliée à une ligne électrique de l’onduleur, entre la cellule de commutation côté masse M4, M5, M6 et la cellule de commutation côté alimentation M1, M2, M3.
Chaque cellule de commutation M1, M2, M3, M4, M5, M6 de l’onduleur comprend un état activé dans lequel la cellule de commutation M1, M2, M3, M4, M5, M6 permet un passage d’un courant et un état bloquant dans lequel ladite cellule de commutation M1, M2, M3, M4, M5, M6 bloque ledit passage de courant.
Une séquence des commandes de l’état que doit prendre chaque cellule de commutation M1, M2, M3, M4, M5, M6 en fonction du temps correspond à une loi de commande de l’onduleur. Le module d’alimentation électrique alimente ainsi en énergie électrique, de manière séquentielle, les enroulements Ph1, Ph2, Ph3, de sorte à produire le champ électromagnétique tournant provoquant l’entraînement en rotation du rotor du moteur électrique 16.
Chaque cellule de commutation M1, M2, M3, M4, M5, M6 contribue à l’alimentation électrique séquentielle des enroulements Ph1, Ph2, Ph3.
L’onduleur comprend également un convertisseur AC/DC notamment composé d’un pont de diode D1, D2, D3, D4 et un condensateur C1 permettant de transformer un courant alternatif émis par le générateur V1 de l’onduleur en un courant continu.
Enfin l’onduleur comprend une résistance électrique R2 positionnée en série entre le générateur V1 de l’onduleur et la cellule de commutation M6. Cette résistance est également appelée résistance de shunt R2.
L’objectif de l’invention est de diminuer un niveau sonore, c'est-à-dire un bruit émis par le moteur lors de son fonctionnement.
Pour cela, la demanderesse a découvert une corrélation entre une amplitude d’une harmonique à une fréquence donnée d’un signal acoustique du moteur et une amplitude d’une harmonique à une fréquence donnée J19, J23 du signal image du courant Ve circulant dans l’au moins une des lignes électriques. Ainsi, en réduisant l’amplitude de l’harmonique à une fréquence donnée J19, J23 du signal image du courant Ve circulant dans l’au moins une des lignes électriques, par la suite également appelée harmonique de courant, il est possible de réduire l’amplitude de l’harmonique à une fréquence donnée du signal acoustique du moteur, par la suite également appelée harmonique acoustique, et donc son niveau sonore.
Cette corrélation est déterminée à l’aide de modèles multiphysiques (magnétique, vibratoire, acoustique) analytiques. Par superposition modale, les modèles multiphysiques permettent de déterminer quels harmoniques d’efforts magnétiques sont à l’origine des harmoniques acoustiques. Plus précisément, par démarche directe (résolution d’équations analytiques) ou inverse (utilisation d’un produit de convolution), appliquée au calcul des efforts magnétiques, il est possible de remonter jusqu’aux harmoniques d’induction magnétique qui en sont responsables. Puis en appliquant la même démarche (directe ou inverse) au calcul de l’induction, il est possible de retrouver les harmoniques de courant qui en sont à l’origine. Par exemple, l’harmonique acoustique présente à 2kHz correspond à des harmoniques de courant à 1,9kHz, notées J19, et à 2,3kHz, notées J23.
La demanderesse a également découvert, comme cela est visible en , que modifier un angle de conduction δ de la loi de commande de l’onduleur influe sur l’amplitude des harmoniques de courant J19, J23. Sur l’exemple de la , l’amplitude des harmoniques de courant J19 à 1,9kHz et J23 à 2,3kHz sont diminuées lorsque l’angle de conduction δ varie de 120° à 170°.
Cependant, l’angle de conduction δ minimisant ces harmoniques varie en fonction de la charge du moteur. C’est pourquoi l’invention utilise une boucle de régulation de l’angle de conduction δ.
Le dispositif de contrôle selon l’invention comprend un module de commande qui réalise le procédé selon l’invention de sorte à déterminer la loi de commande de l’onduleur et plus précisément l’angle de conduction δ et un angle de commande α appropriés pour résoudre le problème de bruit.
Le module de commande est un ensemble de composants électroniques, et un ensemble de programmes logiciels qui permettent de piloter les cellules de commutation M1, M2, M3, M4, M5, M6 de l’onduleur via une détermination de l’angle de commande et de l’angle de conduction de la loi de commande.
Le procédé selon l’invention comprend une étape d’acquisition E1 dans laquelle un signal image d’un courant Ve circulant dans au moins une des lignes électriques de l’onduleur est mesuré. L’étape d’acquisition correspond à une étape de mesure d’une tension au moyen d’un capteur de tension au niveau de la résistance de shunt R2.
Le procédé comprend également une étape de détermination E2 dans laquelle un angle de conduction modifié δmest déterminé de sorte à ce qu’un signal image basé sur le signal image du courant et centré sur au moins une fréquence donnée, respecte au moins un critère. L’étape de détermination E2 est réalisée par la boucle de régulation qui comprend un amplificateur ou un filtre passe-bande et un module de comparaison.
L’étape de détermination E2 comprend une phase de traitement E21 dans laquelle le signal image du courant Ve circulant dans au moins l’une des lignes électriques est traité par au moins le filtre passe-bande ou l’amplificateur passe-bande de sorte à déterminer un signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée. Ainsi, l’amplificateur passe-bande ou le filtre passe-bande reçoit en entrée le signal image du courant Ve et émet le signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée de l’harmonique de courant qui est à diminuer. L’amplificateur passe-bande ou le filtre passe-bande traite le signal image du courant Ve pour isoler et amplifier le signal à cette fréquence.
L’amplificateur passe-bande ou le filtre passe-bande est réalisé au moyen de composants électroniques discrets, tel que représenté en par exemple, et/ou au moyen de composants intégrés et/ou logiciels.
Le filtre passe-bande de la comprend deux condensateurs C1, C2, deux résistances R1, R2 et un amplificateur selon un montage connu de l’Homme du Métier.
Préférentiellement, la fréquence de l’harmonique de courant qui est à diminuer est fixe, c'est-à-dire déterminée par des études amonts et ne varie pas lors de l’utilisation du moteur.
L’étape de détermination E2 comprend une phase d’analyse E22 dans laquelle le signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée est comparé à au moins un critère. La phase d’analyse E22 est réalisée par le module de comparaison. Plus précisément, l’amplitude du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée est comparée à au moins un critère. Ainsi l’angle de conduction modifié δmest modifié uniquement si le signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée ne valide pas l’au moins un critère.
Par exemple, l’au moins un critère est une valeur de seuil S du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée.
La valeur de seuil S correspond à une amplitude du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée. La valeur de seuil S permet de déterminer une valeur maximale du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée en dessous de laquelle l’angle de conduction modifié δmn’est pas modifié. Autrement dit, il s’agit de la valeur de l’harmonique de courant J19, J23 en dessous de laquelle le niveau de l’harmonique sonore est acceptable. Ainsi, la valeur de seuil S correspond à une valeur d’hystérésis qui évite des oscillations de l’angle de conduction modifié δm.
Après la phase d’analyse E22, l’étape de détermination E2 comprend une phase de spécification E23 dans laquelle l’angle de conduction modifié δmest déterminé. La phase de spécification E23 est réalisée à partir de l’analyse faite lors de la phase d’analyse E22.
Dans un premier mode de réalisation, si lors de la phase d’analyse E22, l’amplitude du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée est supérieure au seuil S, alors la valeur de l’angle de conduction modifié δmest déterminée à une valeur fixe, par exemple égale à 150°. En revanche, si l’amplitude du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée est inférieure au seuil S, alors la valeur de l’angle de conduction modifié δmest déterminée égale à 120°
Dans un deuxième mode de réalisation, à un temps T0, si lors de la phase d’analyse E22, l’amplitude du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée est supérieure au seuil S alors la valeur de l’angle de conduction modifié δmest modifiée dans un premier sens lors de la phase de spécification E23.
A un temps T1, supérieur au temps T0, si l’amplitude du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée est supérieure à l’amplitude du signal de sortie VScentré sur l’au moins une fréquence au temps T0 alors la valeur de l’angle de conduction modifié δmest modifiée dans un second sens, opposé au premier sens, lors de la phase de spécification E23. En revanche, si l’amplitude du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée est inférieure à l’amplitude du signal de sortie VScentré sur l’au moins une fréquence au temps T0 alors la valeur de l’angle de conduction modifié δmest modifiée dans le premier sens lors de la phase de spécification E23.
Enfin, si l’amplitude du signal de sortie Vs centré sur l’au moins une fréquence donnée est inférieure au seuil alors la valeur de l’angle de conduction modifié δmest maintenue constante lors de la phase de spécification E23.
La phase de spécification E23 détermine également un angle de commande modifié αmen fonction de l’angle de conduction modifié δm. Utiliser l’angle de commande modifié αmlorsque l’angle de conduction modifié δmvarie permet de maintenir un réglage de couple optimal.
La phase de spécification E23 impose que
Avec :
  • αm: angle de commande modifié
  • δm: angle de conduction modifié
L’angle de conduction modifié δmest compris entre 120° et 180°.
Ainsi la loi de commande du moteur fait en sorte que le courant d’une phase reste centré par rapport à un fondamental de la force électromotrice du moteur.
Le procédé comprend ensuite une étape de commande E3 dans laquelle l’onduleur est commandé au moyen de la loi de commande comprenant l’angle de conduction modifié δm.
Le procédé selon l’invention comprend également une étape de régulation d’une vitesse de rotation du moteur électrique. La boucle de régulation de la vitesse est indépendante de la boucle de régulation de l’angle de conduction δ. L’étape de régulation de la vitesse de rotation est réalisée par un correcteur proportionnel-intégral qui modifie une valeur d’un rapport cyclique d’une modulation de largeur d’impulsion MLI en fonction d’un écart entre une vitesse de rotation consigne et une vitesse de rotation estimée.
Une seule cellule de commutation est modulée à chaque instant pour limiter les pertes par commutation.
La modulation de largeur d’impulsion MLI a une valeur de 60° électrique, c’est-à-dire qu’elle est réalisée pendant une durée correspondante à une rotation du moteur de 60° électrique. La modulation de largeur d’impulsion MLI peut être centrée par rapport à l’angle de conduction, ou être à 60° du début de l’angle de conduction, ou à une fin de l’angle de conduction.
Pour augmenter l’angle de conduction δ, et donc obtenir une commande trapézoïdale modifiée, la loi de commande alterne des séquences à deux cellules de commutation dans l’état activé suivies de séquence à trois cellules de commutation dans l’état activé, comme cela est visible en
Plus précisément, la illustre une loi de commutation pour régler l’angle de conduction modifié δmà 160° et l’angle de charge modifié αmà 30°, la modulation de largeur d’impulsion MLI étant centrée par rapport à l’angle de conduction δ.
L’invention a pour objectif d’augmenter ou de diminuer l’angle de conduction δ de l’onduleur afin de faire varier l’amplitude d’une harmonique de courant J19, J23 et donc l’amplitude d’une harmonique acoustique. La modification de l’angle de conduction δ de l’onduleur va modifier la valeur du signal image du courant Ve circulant dans au moins l’une des lignes électriques. Par le bais de la boucle de régulation, cette variation va conduire à une nouvelle détermination d’un angle de conduction modifié δm.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d’équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l’invention.

Claims (14)

  1. Dispositif de contrôle d’un moteur électrique synchrone comprenant au moins un rotor et au moins un stator, ledit au moins un stator étant muni d’au moins un enroulement (Ph1, Ph2, Ph3) alimenté électriquement par un onduleur, ledit onduleur comprenant au moins une ligne électrique munie d’au moins une cellule de commutation (M1, M2, M3, M4, M5, M6), le dispositif de contrôle pilotant l’onduleur au moyen d’un module de commande déterminant une loi de commande des cellules de commutation (M1, M2, M3, M4, M5, M6) dudit onduleur, la loi de commande déterminant au moins un angle de commande (α) et un angle de conduction (δ) de l’au moins une cellule de commutation (M1, M2, M3, M4, M5, M6), caractérisé en ce que le module de commande comprend une boucle de régulation de l’angle de conduction (δ) de la loi de commande, ladite boucle de régulation déterminant un angle de conduction modifié(δm) en fonction d’une mesure d’un signal image d’un courant (Ve) circulant dans l’au moins une ligne électrique, l’angle de conduction modifié (δm) étant déterminé de sorte qu’un signal image (Vs), basé sur le signal image du courant (Ve) et centré sur au moins une fréquence donnée respecte au moins un critère.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la boucle de régulation comprend au moins un amplificateur passe-bande ou au moins un filtre passe-bande recevant en entrée le signal image du courant (Ve) et émettant en sortie le signal image (Vs) centré sur l’au moins une fréquence donnée.
  3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la boucle de régulation comprend au moins un module de comparaison qui compare le signal de sortie (Vs) centré sur l’au moins une fréquence donnée à l’au moins un critère, l’au moins un critère étant une valeur de seuil d’amplitude.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la boucle de régulation détermine un angle de commande modifié (αm) en fonction de l’angle de conduction modifié (δm).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mesure du signal image du courant (Ve) circulant dans l’au moins une ligne électrique est obtenue par un capteur de tension placé au niveau d’une résistance électrique positionnée en série entre une alimentation de l’onduleur et l’au moins une cellule de commutation (M1, M2, M3, M4, M5, M6).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de commande comprend une boucle de régulation d’une vitesse de rotation dudit moteur.
  7. Actionneur électromécanique destiné à un entraînement d’un dispositif d’occultation dans une installation domotique, l’actionneur électromécanique comprenant un moteur comprenant au moins un rotor et au moins un stator, l’actionneur comprenant également un onduleur, ledit au moins un stator étant muni d’au moins un enroulement (Ph1, Ph2, Ph3) alimenté électriquement par l’onduleur, ledit onduleur comprenant au moins une ligne électrique munie d’au moins une cellule de commutation (M1, M2, M3, M4, M5, M6), l’actionneur comprenant également un dispositif de contrôle conforme à l’une au moins des revendications précédentes, pour le pilotage de l’onduleur.
  8. Procédé de contrôle mettant œuvre un dispositif de contrôle d’un moteur électrique synchrone comprenant au moins un rotor et au moins un stator, ledit au moins un stator étant muni d’au moins un enroulement (Ph1, Ph2, Ph3) alimenté électriquement par un onduleur, ledit onduleur comprenant au moins une ligne électrique munie d’au moins une cellule de commutation (M1, M2, M3, M4, M5, M6), le dispositif de contrôle pilotant l’onduleur au moyen d’un module de commande déterminant une loi de commande de l’au moins une cellule de commutation (M1, M2, M3, M4, M5, M6) dudit onduleur, la loi de commande déterminant au moins un angle de commande (α) et un angle de conduction (δ) de l’au moins une cellule de commutation (M1, M2, M3, M4, M5, M6), caractérisé en ce que le procédé comprend :
    • une étape d’acquisition (E1) dans laquelle un signal image d’un courant (Ve) circulant dans l’au moins une ligne électrique de l’onduleur est mesuré ;
    • une étape de détermination (E2) dans laquelle un angle de conduction modifié (δm) est déterminé de sorte à ce qu’un signal image(Vs) basé sur le signal image du courant (Ve) et centré sur au moins une fréquence donnée respecte au moins un critère;
    • une étape de commande (E3) dans laquelle l’onduleur est commandé au moyen de la loi de commande comprenant l’angle de conduction modifié (δm) .
  9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l’étape de détermination (E2) comprend :
    • Une phase de traitement (E21) dans laquelle le signal image du courant (Ve) circulant dans l’au moins une ligne électrique est traité par au moins un filtre passe-bande ou par au moins un amplificateur passe-bande de sorte à déterminer un signal de sortie (Vs) centré sur l’au moins une fréquence donnée;
    • Une phase d’analyse (E22) dans laquelle le signal de sortie (Vs) centré sur l’au moins une fréquence donnée est comparé à l’au moins un critère;
    • Une phase de spécification (E23) dans laquelle l’angle de conduction modifié (δm) est déterminé.
  10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel si, à un temps T0, lors de la phase d’analyse (E22), une amplitude du signal de sortie (Vs) centré sur l’au moins une fréquence donnée est supérieure à un seuil d’amplitude,
    alors la valeur de l’angle de conduction modifié (δm) est modifiée dans un premier sens lors de la phase de spécification (E23),
    • si à un temps T1, supérieur au temps T0, l’amplitude du signal de sortie (Vs) centré sur l’au moins une fréquence donnée est supérieure à l’amplitude du signal de sortie (VS) centré sur l’au moins une fréquence au temps T0 alors la valeur de l’angle de conduction modifié (δm) est modifiée dans un second sens, opposé au premier sens, lors de la phase de spécification (E23),
    • si au temps T1, l’amplitude du signal de sortie (Vs) centré sur l’au moins une fréquence donnée est inférieure à l’amplitude du signal de sortie (VS) centré sur l’au moins une fréquence au temps T0 alors la valeur de l’angle de conduction modifié (δm) est modifiée dans le premier sens lors de la phase de spécification (E23),
    si l’amplitude du signal de sortie (Vs) centré sur l’au moins une fréquence donnée est inférieure au seuil alors la valeur de l’angle de conduction modifié (δm) est maintenue constante lors de la phase de spécification (E23).
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, dans lequel la phase de spécification (E23) détermine un angle de commande modifié (αm) en fonction de l’angle de conduction modifié (δm).
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, comprenant une étape de régulation d’une vitesse de rotation du moteur électrique.
  13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l’étape de régulation de la vitesse de rotation est réalisée par un correcteur proportionnel-intégral qui modifie une valeur d’un rapport cyclique d’une modulation de largeur d’impulsion (MLI) en fonction d’un écart entre une vitesse de rotation consigne et une vitesse de rotation estimée.
  14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la modulation de largeur d’impulsion (MLI) est centrée par rapport à l’angle de conduction, ou la modulation de largeur d’impulsion est à 60° du début de l’angle de conduction, ou la modulation de largeur d’impulsion correspond au 60° de fin de l’angle de conduction.
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