FR3139253A1 - Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position. - Google Patents
Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position. Download PDFInfo
- Publication number
- FR3139253A1 FR3139253A1 FR2208518A FR2208518A FR3139253A1 FR 3139253 A1 FR3139253 A1 FR 3139253A1 FR 2208518 A FR2208518 A FR 2208518A FR 2208518 A FR2208518 A FR 2208518A FR 3139253 A1 FR3139253 A1 FR 3139253A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- motor
- brushless motor
- operating point
- control system
- overload
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 15
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/028—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the motor continuing operation despite the fault condition, e.g. eliminating, compensating for or remedying the fault
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/34—Monitoring operation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/36—Protection against faults, e.g. against overheating or step-out; Indicating faults
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un système et un procédé de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position intégrant une électronique de commande d'entraînement comprenant un moyen de commutation (20), munis d’interrupteurs (12 à 17) à deux états, destiné à faire varier la tension électrique appliquée à chacune des phases,un moyen de détection de surcharge (32) du moteur,un moyen pour la détermination d’un point de fonctionnement (34), permettant l’application d’au moins deux points de fonctionnement, ladite électronique de commande étant agencée pour utiliser la modulation de vecteurs d'espace ou modulation vectorielle afin de générer une forme d’onde sinusoïdale à partir d’une tension continue. caractérisé en ce que ladite électronique de commande est agencée pour modifier au moins une fois le point de fonctionnement en cas de détection d’une surcharge par le moyen de détection de surcharge (20). Figure de l’abrégé : figure 1
Description
La présente invention concerne le domaine des motoréducteurs de type pas-à-pas (moteurs polyphasés synchrones sans balais à courant continu commandés dans un mode pas-à-pas), et plus particulièrement les motoréducteurs commandés dans un mode micro-pas.
Le mode de commande pas-à-pas conduit à des incréments de rotation, au niveau du rotor, appelé pas entiers, qui correspondent, par exemple, à 6 pas entiers (respectivement 4) par période électrique du courant présent dans chaque phase, pour un moteur triphasé (respectivement diphasé). Pour réduire cet incrément de rotation, de manière, par exemple, à réduire le bruit en fonctionnement et les vibrations générées au niveau du rotor, on peut subdiviser les pas entiers en micro-pas. Pour ce faire, et contrairement au mode de pilotage en pas entier, chacune des phases du moteur doit alors être pilotée avec un courant de forme sensiblement sinusoïdale en fonction du nombre de micro-pas par pas. A cet effet, pour un moteur triphasé, 6 transistors seront nécessaires pour imposer simultanément dans les 3 phases du moteur 3 ondes de courant sensiblement sinusoïdales, déphasées de 120° électriques.
Les procédés de détections usuelles de butées, ou de calage, des motoréducteurs pas-à-pas utilisent des moyens de détection de la valeur de la tension induite dans les phases du moteur, dans des états particuliers des transistors de commande de ces phases (état ouvert par exemple, permettant de venir mesurer sans interférence la tension induite dans la phase non utilisée).
On voit donc que pour les moteurs polyphasés commandés en mode micro pas, utilisant l'ensemble des transistors de puissance simultanément, il est difficile d'avoir accès à cette mesure de tension induite.
Le pilotage de moteur BLDC sans capteurs de position est connu de l’état de l’art selon les différentes méthodes.
Une première solution consiste dans le pilotage sans capteur de position via mesure de l’analyse de la force contre-électromotrice et la détection du zéro-crossing : cette méthode de pilotage consiste à alimenter le moteur sur deux phases et mesurer la BEMF sur la troisième phase non alimentée afin de détecter le passage par zéro et commuter sur le prochain secteur.
Une telle solution est décrite par le brevet US7649329B2 concernant un procédé et un circuit de commande d'un moteur et un moteur sans balai. Le moteur sans balais comprend un bobinage triphasé, les premières bornes de toutes les bobines de phase étant couplées à un nœud commun. Le procédé comprend les étapes suivantes : parmi les bobines triphasées susmentionnées, lorsqu'aucun courant ne circule dans la première bobine de du bobinage triphasés susmentionnées et qu'un courant circule de la deuxième borne de la deuxième bobine à la deuxième borne de la troisième bobine du bobinage triphasé, détecter la tension à la deuxième borne de la première bobine du bobinage triphasé comme étant une première tension spécifique ; détecter la chute de tension d'une résistance de détection de courant continu comme étant une seconde tension spécifique ; et utiliser la première tension spécifique, la seconde tension spécifique et la tension continue fournie au moteur pour estimer les points de passage par zéro pour commander le moteur.
Cette solution présente principalement l’inconvénient d’utiliser un mode de pilotage trapézoïdal, un mode de pilotage sinusoïdal ne permettant pas d’avoir une détection par le passage par zéro. Le mode de pilotage trapézoïdal en pas entier étant source de bruit en comparaison à un pilotage sinusoïdal multi-pas. De plus l’électronique de pilotage doit intégrer une circuiterie afin de détecter le passage par zéro, ce qui nécessite un comparateur HW dans le microcontrôleur.
Une deuxième solution consiste en un pilotage sans capteur de position dite «Field Oriented control», ce mode de pilotage permet un pilotage sinusoïdal tout en contrôlant l’angle de charge néanmoins il nécessite une puissance de calcul importante afin de pouvoir réaliser les transformations de Clarke et de Park. Cette puissance de calcul étant en général disponible uniquement sur des processeurs de type 32 bits.
Une telle solution est décrite par exemple par la demande de brevet WO2018159100A1 concernant un procédé de commande de moteur qui comprend : une étape dans laquelle le flux magnétique combiné, le courant de stator et la tension de stator sont acquis à partir d'une représentation de phaseur à l'aide d'un système de coordonnées fixe α-β ou d'un système de coordonnées rotatives d-q en tant que référence ; une étape dans laquelle l'angle entre le courant de stator et la tension de stator est calculé ; une étape dans laquelle l'angle de couple δ est calculé sur la base de la formule :
où représente une inductance d'induit, représente le flux magnétique d'un aimant de rotor, représente la valeur du flux magnétique combiné, et représente la valeur du courant de stator ; et une étape dans laquelle un moteur est commandé sur la base de l'angle de couple . Le contrôleur transforme les tensions de référence , et en une tension de référence sur l'axe et une tension de référence sur l'axe du système de coordonnées fixes α-β en utilisant une transformation de Clarke.
Une troisième solution dite « pilotagespace vector modulation», similaire à la solution précédente est décrite dans le brevet US6864662B2 décrivant une application pour un système d'assistance électrique de direction pour un véhicule automobile comprenant un moteur électrique sans balai et un module de commande pour réguler le moteur sur la base d'une modulation vectorielle spatiale. En réponse à une commande de direction, le module de commande détermine une composante de courant d'axe en quadrature souhaitée pour fournir une assistance de couple pour faire tourner les roues. En outre, le module de commande détermine une composante de courant d'axe direct souhaitée en fonction de la vitesse du moteur de telle sorte que la composante de courant d'axe direct souhaitée est nulle lorsque la vitesse du moteur est inférieure ou égale à la vitesse de conception maximale du moteur, et est négative lorsque la vitesse du moteur dépasse la vitesse de conception maximale du moteur. En utilisant une composante de courant d'axe direct négative, le module de commande implémente un effet d'affaiblissement de champ dans le moteur qui permet d'augmenter temporairement la vitesse du moteur au-delà de la vitesse de conception maximale du moteur pour réagir aux commandes de direction rapides de l'opérateur, telles que manœuvres d'évitement et autres.
Un autre exemple est décrit dans le brevet européen EP15256555 proposant un système d'entraînement destiné à un moteur sans balai polyphasé comprenant un circuit commutation servant à faire varier le potentiel électrique appliqué à chacune des phases en commutant le circuit d'entraînement entre les différents états d'une pluralité d'états, un capteur de courant destiné à détecter le courant total instantané traversant les enroulements, et un moyen de commande disposé pour fournir des signaux d'entraînement modulés en largeur d'impulsion pour commander le moyen de commutation afin de commander l'instant auquel le circuit d'entraînement commute entre lesdits états dans chaque période d'une série de périodes de modulation de largeur d'impulsion, le moyen de commande étant agencé pour utiliser la modulation de vecteurs d'espace pour déterminer les temps que le circuit passe dans chacun des états dans chaque période, et pour commander les instants de commutation du moyen de commutation afin que suffisamment de temps soit passé dans un nombre suffisant d'états actifs pour que le courant de chacune des phases soit déterminé au moyen du capteur de courant. Le moyen de commande est agencé pour abandonner la détection de courant, lorsque les demandes de tension sont élevées, pendant une période de modulation de largeur d'impulsion et pour fournir un indice de modulation disponible maximal correspondant à une trajectoire non circulaire.
Cette troisième solution ne prévoit pas de retour d’information sur l’angle de charge, ni d’adaptation du le courant et de la vitesse en fonction de la charge réelle, ce qui présente un inconvénient en termes d’efficience du système.
Certaines des solutions de l’art antérieur nécessite un ou plusieurs capteurs de position ou de couple, ce qui augmente le coût de fabrication et complexifie la réalisation.
D’autres solutions nécessitent des traitements algorithmiques complexes, impliquant l’utilisation de processeurs puissants et entraînant des consommations électriques élevées.
Enfin, ces solutions conduisent à des arrêts intempestifs lorsque la résistance au déplacement de l’organe entraîné augmente et dépasse un couple de résistance sans pour autant caractériser un blocage. Cela conduit à un positionnement inadéquat, et éventuellement un signalement d’erreur inapproprié.
L’objet de la présente invention est de remédier à cet inconvénient et concerne selon son acceptance la plus générale, un système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position intégrant une électronique de commande d'entraînement comprenant :
- un moyen de commutation, munis d’interrupteurs à deux états, destiné à faire varier la tension électrique appliquée à chacune des phases,
- un moyen de détection de surcharge du moteur,
- un moyen pour la détermination d’un point de fonctionnement, permettant l’application d’au moins deux points de fonctionnement,
caractérisé en ce que ladite électronique de commande est agencée pour modifier au moins une fois le point de fonctionnement en cas de détection d’une surcharge par le moyen de détection de surcharge.
Avantageusement, ledit moyen de détection de blocage comprend un circuit de mesure du courant total consommé par les N phases du moteur.
Dans une variante ledit moyen de détection de blocage comprend une résistance d'échantillonnage et un moyen de mesure dans ladite résistance, image du courant total consommé dans la somme des N phases du moteur polyphasé.
Dans une autre variante, ledit moyen de détection de blocage comporte :
un moyen de mesure de la somme des courants circulant dans chacune des phases du moteur, un moyen de calcul d'un seuil de détection de butée par rapport à l'évolution de la somme desdits courants,
- un moyen de traitement des valeurs de courant échantillonnées par une opération mathématique ou statistique, le seuil de détection de butée étant déterminé par rapport au résultat de ce traitement.
Avantageusement, ledit moyen de détection de surcharge délivre un signal commandant la modification du point de fonctionnement en cas de détection de surcharge pendant X itérations consécutives, puis une instruction d’arrêt du moteur en cas de nouvelle détection de blocage.
En outre, ledit moyen de détermination d’un point de fonctionnement, comporte une interface pour recevoir un signal fourni par un capteur de conditions externes.
Par exemple, le capteur de conditions externes est un capteur de température.
En alternative, le capteur de conditions externes fournit une mesure de la tension d’alimentation du moyen de commutation.
L’invention concerne également un procédé de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position intégrant une électronique de commande d'entraînement comprenant :
- un moyen de commutation, munis d’interrupteurs à deux états, destiné à faire varier la tension électrique appliquée à chacune des phases, un moyen de détection de surcharge du moteur,
- un moyen pour la détermination d’un point de fonctionnement, permettant l’application d’au moins deux points de fonctionnement,
Description détaillée d’un exemple non limitatif de réalisation
D'autres avantages de la présente invention seront facilement appréciés, car ceux-ci deviennent mieux compris en référence à la description détaillée suivante illustrée par les dessins annexés dans lesquels :
La solution proposée consiste à réaliser un mode de pilotage en modulation de vecteurs d’espace ou communément appelé «space vector modulation» (SVM) dont les points de fonctionnement peuvent être adaptés en fonction de la charge externe et/ou des conditions externes (exemple : température / tension).
Le principe général d’un circuit de commande pour le pilotage d’un moteur BLDC triphasé connecté en étoile est illustré par la . Un moteur sans balai au courant continu triphasé comprend trois enroulements (1 à 3) de moteur, désignés comme phases U, V, W connectés en réseau en étoile. Une extrémité (4 à 6) de chaque enroulement (1 à 3) est connectée à une terminaison (7 à 9) respectivement. Les autres extrémités des enroulements (1 à 3) sont reliées entre elles par une terminaison (10) afin d’obtenir une connexion en étoile. Le circuit de commande comprend un moyen de commutation (20), ici un pont triphasé. Chaque bras du pont triphasé comprend une paire d'interrupteurs (12 à 17) sous la forme d'un transistor supérieur et d'un transistor inférieur connectés en série entre un rail d'alimentation (18) et la ligne de masse (19). Les terminaisons (7, 8 ,9) sont reliées électriquement au pont triphasé, respectivement entre une paire complémentaire d’interrupteurs (12, 15 ; 13, 16 ; 14, 17). Les interrupteurs (12 à 17) sont allumés et éteints de manière contrôlée par un contrôleur pour fournir une modulation de largeur d'impulsion du potentiel appliqué à chacune des terminaisons (7 à 9), ceci pour contrôler la différence de potentiel appliquée à travers chacun des enroulements (1 à 3) et donc également le courant circulant à travers les enroulements (1 à 3) et par conséquence la force et l'orientation du champ magnétique produit par les enroulements (1 à 3).
A noter que la schématise un pont triphasé relié à un bobinage triphasé connecté en étoile, néanmoins cette configuration n’est pas limitative de l’invention et tout autre nombre de phase, ou connexion du bobinage, connus de l’homme de métier est envisagé. Par exemple un moteur comportant 12 bobines connectées en delta parallèle, chaque enroulement comprenant 4 bobines connectées en parallèle, est inclus dans l’invention. Il est également possible d’utiliser un onduleur à pont entier, comportant 2 fois plus de bras, pour lequel chaque extrémité enroulement est relié à un bras de l’onduleur. L’utilisation d’onduleurs multiniveaux, comportant plus de 2 interrupteurs par bras, n’est pas non plus exclu.
Description détaillée du circuit de pilotage « space vector modulation »
La représente une vue schématique du circuit de traitement « space vector modulation » pour le pilotage d’un moteur BLDC triphasé selon l’invention.
La génération du pilotage SVM est réalisée par l’intermédiaire du sous-ensemble (30). Pour cette opération, il peut être utilisé pour le sous-ensemble (37) une table vectorielle préprogrammée, ce qui ne nécessite pas une puissance de calcul importante en bypassant les générateurs classiques de signal sinusoïdal (35) et la transformation dans le plan α, β réalisé par le sous-ensemble (36). Le sous-ensemble (38) générant les signaux de consigne à l’onduleur (20) sous la forme d’une commande PWM. Les sous-ensembles (35) à (37) pouvant être regroupés au sein d’un seul sous-ensemble (39) via une table de commutation des vecteurs préprogrammés.
Le pilotage SVM est un principe bien connu de l’homme de métier et permet de générer un courant de phase sinusoïdal à partir d’une tension d’alimentation continue en contrôlant le temps d’activation de chaque branche de l’onduleur. La boucle de retour est constituée de plusieurs sous-ensembles dont notamment un moyen de mesure de courant (31), un moyen de détection de surcharge (32) et un moyen de correction du signal de consigne (33). Cette boucle de retour étant traditionnellement constituée par des capteurs ou des algorithmes complexes nécessitant l’utilisation de transformation de Park, Clarke. Une mesure du courant de phase / tension est réalisée au travers du sous-ensemble (31), ces données pouvant être utilisées par un moyen de détection de surcharge (32), par exemple un algorithme de détection de blocage. En fonction du signal de sortie de l’algorithme de détection de surcharge, le moyen de correction du signal de consigne ensemble (33) en courant et/ou vitesse transmet le signal approprié au moyen pour la détermination d’un point de fonctionnement (34). Le moyen pour la détermination d’un point de fonctionnement (34) compile l’ensemble des données provenant de la boucle de retour et éventuellement des capteurs de conditions externes (40, 41), par exemple la température ou la tension d’alimentation de l’onduleur, afin de sélectionner le point de fonctionnement optimal à appliquer au système.
Description de l’algorithme de changement de point de fonctionnement
Le principe de fonctionnement de l’algorithme est d’adapter le point de fonctionnement de manière dynamique en fonction de la détection d’une surcharge, et optionnellement, en fonction de données de conditions extérieures telles que la température, la tension, charge, ou tout autre paramètre ou l’un de ces combinaisons.
Ce mode de fonctionnement évite l’utilisation de traitements numériques de calcul d’une transformée de Clarke et de Park, nécessitant une puissance de calcul importante, tout en s’approchant d’un comportement similaire au mode de pilotage FOC («Field Oriented Control»).
Pour cela un algorithme de détection de blocage est implémenté afin de stopper le moteur avant le décrochage de celui-ci en cas de charge externe importante et de pouvoir utiliser un nouveau point de fonctionnement. Cet algorithme pouvant être par exemple l’algorithme décrit dans le brevet EP1680862 ou tout autre algorithme de détection de blocage.
L’algorithme de détection de blocage est normalement implémenté afin de stopper le moteur avant le décrochage de celui-ci en cas de charge externe importante. L’invention consiste à ne pas commander systématiquement l’arrêt du moteur, mais d’utiliser transitoirement cette information pour commander une modification du point de fonctionnement, éventuellement sur une séquence croissante, avant de commander effectivement l’arrêt du moteur.
A cet effet, le microcontrôleur décide avant d’informer du blocage de relancer un mouvement avec un point de fonctionnement présentant plus de couple (en réduisant la vitesse et/ou en augmentant le courant), après une durée ou un déplacement prédéfini, il peut être envisagé de repasser sur le point de fonctionnement initial.
Si le 2ndpoint de fonctionnement n’est pas suffisant, il est alors possible d’informer l’utilisateur (via l’ECU dans le domaine automobile) du blocage de l’actionneur ou de retenter le mouvement avec un autre point de fonctionnement.
Suivant la réactivité de l’algorithme de détection de butée, on peut choisir de stopper, ou non, le moteur pour le changement du point de fonctionnement.
Il est également possible d’utiliser les conditions externes afin d’évaluer le point de fonctionnement à appliquer au moteur. Cette vérification des conditions externes pouvant être réalisée avant de démarrer le mouvement ou durant le mouvement.
Exemple : L’actionneur est en mesure de fournir un couple dynamique de 1.5Nm à 4rpm sur l’ensemble de la plage de température mais uniquement si la tension est comprise entre 11 et 16V. Si la tension mesurée est comprise entre 9V et 11V, l’actionneur décide de réduire la vitesse à 2.25rpm afin de garantir un couple de 1.5Nm.
La figure 3 représente le chronogramme des signaux de commande de position, de retour de position, de courant et du signal de détection de blocage. La commande de position, , est illustrée par la courbe (300), le retour de position, , est illustré par la courbe (310), la mesure de courant, , est illustrée par la courbe (320), la mesure de l’algorithme de détection de blocage, , est illustrée par la courbe (330). Toutes ces courbes sont représentées en unités arbitraires, .
Au cours de cette séquence, une commande de fermeture (340) est transmise à l’actionneur. Durant l’exécution de ce mouvement de fermeture, l’actionneur détecte un blocage (350).
Un changement de point de fonctionnement, en diminuant la vitesse par exemple, est alors réalisé sans remonter d’erreur au niveau du calculateur. Ce nouveau point de fonctionnement permet de continuer le mouvement (360) et résorbe la condition de blocage détectée par l’algorithme. Après le passage du point dur, un autre point de fonctionnement (370) peut être établi afin de terminer le mouvement jusqu’à l’arrivée de l’organe commandé en position de butée connue, à l’instant (380). La position finale étant connue, l’algorithme ne procède pas, dans ce cas, à une adaptation du point de fonctionnement, mais se contente d’arrêter le mouvement.
La figure 4 représente le chronogramme illustrant l’adaptation du point de fonctionnement en fonction de la tension d’alimentation de l’onduleur. La courbe (100) illustre l’évolution de la tension d’alimentation de l’onduleur, , et la courbe (200) celle de la vitesse de consigne, .
Lors de l’utilisation du dispositif, l’organe relié à l’actionneur est entraîné à une vitesse nominale . La tension d’alimentation de l’onduleur, valant alors , permet d’obtenir un couple nominal . Si, pour une quelconque raison, la tension d’alimentation vient à baisser, et passe en dessous de la tension seuil à l’instant (110) . La tension aux bornes de l’onduleur n’est alors plus suffisante pour obtenir le couple nominal . Le point de fonctionnement peut alors être adapté, par exemple en abaissant la vitesse à une valeur permettant d’obtenir le couple nominal pour une tension supérieure à . Si à l’instant (120) la tension repasse au-dessus de la valeur seuil la vitesse est de nouveau adaptée pour retrouver sa valeur nominale . Si au cours du mouvement la tension passait en dessous du seuil , la vitesse serait de nouveau adaptée pour garantir l’obtention du couple nominal . Si la tension chute de sorte qu’il ne soit plus possible d’obtenir le couple nominal, alors l’algorithme peut décider d’arrêter le mouvement.
Exemple d’algorithme d’adaptation du point de fonctionnement
La représente dans ce contexte un exemple de séquence de démarrage de mouvement avec mise à jour du point de fonctionnement lors de détection de surcharge.
Lorsque le mouvement est démarré, l’algorithme quitte le bloc d’initialisation (400) pour effectuer un contrôle de surcharge est mis en place, alternant le bloc de surveillance de détection de surcharge OL (401) et le bloc de déplacement MOVE (405) via une boucle. En cas de surcharge, l’algorithme quitte ladite boucle pour modifier le point de fonctionnement. L’algorithme rejoint alors le bloc (402) contrôlant la valeur de la variable incrémentale i et, si le seuil X n’est pas dépassé, procède à une mise à jour du point de fonctionnement pour tenter de passer ce blocage, sans arrêter le mouvement, via le bloc UPDATE (403) avant de procéder à l’incrément de ladite variable i décrit par le bloc (404) avant de retourner vers la boucle surveillant la surcharge. Si la condition de surcharge perdure, l’algorithme tente un incrément supplémentaire du point de fonctionnement et ce dans la limite de X tentatives. Si la surcharge perdure après X mises à jour du point de fonctionnement, l’algorithme rejoint le bloc (406) et le moteur est arrêté.
Cette séquence est en aucun cas limitative de l’invention et l’homme de métier pourrait imaginer d’autres possibilités en fonction du but à atteindre. Par exemple, il est possible d’imaginer une séquence ou le point de fonctionnement n’est pas graduellement augmenté pour fournir plus de couple, mais suit un ajustement par dichotomie pour optimiser la valeur finale.
Claims (9)
- Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position intégrant une électronique de commande d'entraînement comprenant
- un moyen de commutation (20), munis d’interrupteurs (12 à 17) à deux états, destiné à faire varier la tension électrique appliquée à chacune des phases,
- un moyen de détection de surcharge (32) du moteur,
- un moyen pour la détermination d’un point de fonctionnement (34), permettant l’application d’au moins deux points de fonctionnement,
- ladite électronique de commande étant agencée pour utiliser la modulation de vecteurs d'espace ou modulation vectorielle afin de générer une forme d’onde sinusoïdale à partir d’une tension continue
- Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé sans capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de détection de blocage comprend un circuit de mesure du courant total consommé par les N phases du moteur.
- Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé sans capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de détection de blocage comprend une résistance d'échantillonnage et un moyen de mesure dans ladite résistance, image du courant total consommé dans la somme des N phases du moteur polyphasé.
- Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé sans capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de détection de blocage comporte :
- un moyen de mesure de la somme des courants (I) circulant dans chacune des phases (A, B, C) du moteur,
- un moyen de calcul d'un seuil (E) de détection de butée par rapport à l'évolution de la somme desdits courants (I),
- un moyen de traitement des valeurs de courant (I) échantillonnées par une opération mathématique ou statistique, le seuil (E) de détection de butée étant déterminé par rapport au résultat de ce traitement.
- Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé sans capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de détection de surcharge délivre un signal commandant la modification du point de fonctionnement en cas de détection de surcharge pendant X itérations consécutives, puis une instruction d’arrêt du moteur en cas de nouvelle détection de blocage.
- Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé sans capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de détermination d’un point de fonctionnement (34), comporte une interface pour recevoir un signal fourni par un capteur de conditions externes (40, 41).
- Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé sans capteur selon la revendication précédente caractérisé en ce que le capteur de conditions externes (41) est un capteur de température.
- Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé sans capteur selon la revendication précédente caractérisé en ce que le capteur de conditions externes (40) fournit une mesure de la tension d’alimentation du moyen de commutation (20).
- Procédé de pilotage d’un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position intégrant une électronique de commande d'entraînement et comprenant
- un moyen de commutation (20), munis d’interrupteurs (12 à 17) à deux états, destiné à faire varier la tension électrique appliquée à chacune des phases,
- un moyen de détection de surcharge (32) du moteur,
- un moyen pour la détermination d’un point de fonctionnement (34), permettant l’application d’au moins deux points de fonctionnement,
- ladite électronique de commande étant agencée pour utiliser la modulation de vecteurs d'espace ou modulation vectorielle afin de générer une forme d’onde sinusoïdale à partir d’une tension continue
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2208518A FR3139253A1 (fr) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position. |
| PCT/EP2023/073444 WO2024042241A1 (fr) | 2022-08-25 | 2023-08-25 | Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2208518 | 2022-08-25 | ||
| FR2208518A FR3139253A1 (fr) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3139253A1 true FR3139253A1 (fr) | 2024-03-01 |
Family
ID=83593945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2208518A Pending FR3139253A1 (fr) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3139253A1 (fr) |
| WO (1) | WO2024042241A1 (fr) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6864662B2 (en) | 2003-04-30 | 2005-03-08 | Visteon Global Technologies, Inc. | Electric power assist steering system and method of operation |
| JP2005151678A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Meidensha Corp | 永久磁石同期電動機のＶ／ｆ制御装置 |
| EP1680862A2 (fr) | 2003-11-03 | 2006-07-19 | Moving Magnet Technologies | Procede pour la detection de butees et de calage d ' un moteur pas-a-pas et moteur pas-a-pas a detecteur de butee |
| US7649329B2 (en) | 2007-02-13 | 2010-01-19 | Prolific Technology Inc. | Method and circuit for controlling motor and brushless motor system using the same |
| EP2966772A1 (fr) * | 2014-07-11 | 2016-01-13 | Melexis Technologies NV | Procédé et circuit électronique pour la détection de décrochage du moteur |
| US20170126153A1 (en) * | 2015-11-03 | 2017-05-04 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method and Apparatus for Motor Lock or Stall Detection |
| WO2018159100A1 (fr) | 2017-03-03 | 2018-09-07 | 日本電産株式会社 | Procédé de commande de moteur, système de commande de moteur et système de direction assistée électrique |
| EP3826170A1 (fr) * | 2019-11-21 | 2021-05-26 | Melexis Technologies NV | Détection de blocage dans des moteurs à onde sinusoïdale |
-
2022
- 2022-08-25 FR FR2208518A patent/FR3139253A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-08-25 WO PCT/EP2023/073444 patent/WO2024042241A1/fr unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6864662B2 (en) | 2003-04-30 | 2005-03-08 | Visteon Global Technologies, Inc. | Electric power assist steering system and method of operation |
| EP1680862A2 (fr) | 2003-11-03 | 2006-07-19 | Moving Magnet Technologies | Procede pour la detection de butees et de calage d ' un moteur pas-a-pas et moteur pas-a-pas a detecteur de butee |
| JP2005151678A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Meidensha Corp | 永久磁石同期電動機のＶ／ｆ制御装置 |
| US7649329B2 (en) | 2007-02-13 | 2010-01-19 | Prolific Technology Inc. | Method and circuit for controlling motor and brushless motor system using the same |
| EP2966772A1 (fr) * | 2014-07-11 | 2016-01-13 | Melexis Technologies NV | Procédé et circuit électronique pour la détection de décrochage du moteur |
| US20170126153A1 (en) * | 2015-11-03 | 2017-05-04 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method and Apparatus for Motor Lock or Stall Detection |
| WO2018159100A1 (fr) | 2017-03-03 | 2018-09-07 | 日本電産株式会社 | Procédé de commande de moteur, système de commande de moteur et système de direction assistée électrique |
| EP3826170A1 (fr) * | 2019-11-21 | 2021-05-26 | Melexis Technologies NV | Détection de blocage dans des moteurs à onde sinusoïdale |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024042241A1 (fr) | 2024-02-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1881594B1 (fr) | Procédé d'ajustement de paramètres d'un moteur synchrone et variateur de vitesse utilisant un tel procédé | |
| FR2747521A1 (fr) | Commande d'un moteur sans collecteur | |
| EP2294688B1 (fr) | Procédé de détermination des inductances d'une machine synchrone a aimants permanents | |
| FR2913830A1 (fr) | Dispositif de conversion d'energie electrique de vehicule | |
| EP3516764B1 (fr) | Moto-réducteur, système d'essuyage et proédé de commande associés | |
| EP1398869B1 (fr) | Procédé et calculateur de détermination de la position angulaire à l'arrêt d'un rotor, unité de commande et système incorporant ce calculateur. | |
| EP1847839A2 (fr) | Procédé de dépistage d'un court-circuit résistif, systéme module et support d'enregistrement pour ce procédé | |
| EP3382886A1 (fr) | Moteur électrique, moto-réducteur, système d'essuyage et procédé de commande associé | |
| EP3221958B1 (fr) | Procédé de commande d'une machine électrique synchrone à rotor bobiné | |
| FR3139253A1 (fr) | Système de pilotage destiné à un moteur sans balai polyphasé dépourvu de capteur de position. | |
| FR3115425A1 (fr) | Procédé et système de contrôle d’une machine électrique déterminant des consignes de courant optimales | |
| EP0936728B1 (fr) | Commande d'un moteur sans collecteur susceptible de comporter des dissymétries | |
| EP1484835B1 (fr) | Procédé et système de régulation du couple électromagnétique instantané, et support d'enregistrement pour la mise en oeuvre du procédé | |
| EP1285490B1 (fr) | Procede de determination de la position du rotor d'un moteur electromagnetique sans collecteur et dispositif pour sa mise en oeuvre | |
| FR3027748A1 (fr) | Procede et dispositif de commande d'une machine electrique tournante synchrone polyphasee, et machine electrique reversible de vehicule automobile correspondant | |
| FR3058594A1 (fr) | Procede de controle du demarrage d'un moteur electrique synchrone triphase sans collecteur | |
| EP0992105B1 (fr) | Procede et dispositif de commande de commutateurs dans un systeme de commande a structure variable, a frequence controlable | |
| EP0702451A1 (fr) | Dispositif de commande d'un moteur synchrone | |
| FR3023659A1 (fr) | Procede de generation de signaux de commande pour gerer le fonctionnement d’un moteur synchrone, dispositif de controle et actionneur | |
| FR3045240B1 (fr) | Procede de compensation des effets non-lineaires d'un onduleur de tension. | |
| FR3099660A1 (fr) | Ensemble et procédé de commande pour moteur électrique | |
| EP3506486B1 (fr) | Procédé de modulation de largeur d'impulsions | |
| EP4167467A1 (fr) | Dispositif et procede de regulation de la vitesse d'un moteur sans balai a courant continu | |
| WO2018115682A1 (fr) | Procédé de détection d'un courant inversé dans une structure de commutation alimentant une charge inductive | |
| FR3131993A1 (fr) | Dispositif et procédé de commande d’une machine synchrone et d’estimation de la position rotor, du démarrage à une faible vitesse prédéterminée |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20240301 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |