ESD 2210

Régulateur de vitesse électronique
PTI 1041 FR
Huegli Tech France
ESD 2210
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Références disponibles :
ESD 2210-12
ESD 2210-24
60110 Méru
Modifié le mardi 13 octobre 2009 1
Le boîtier de contrôle ESD-2210, est une unité
entièrement électronique, conçu pour contrôler la
vitesse d'un moteur avec une réponse rapide et
précise aux variations de charges transitoires. La
boucle de contrôle fermée associé à un actionneur
électrique proportionnel et un capteur magnétique
de vitesse contrôlera une large gamme de moteurs
en mode isochrone.
Le boîtier est d'une très grande fiabilité et
robustement
construit
pour
supporter
l'environnement moteur.
La simplicité d'installation et des réglages sont
inhérents à la conception de base du produit. Deux
contrôles
de
performances
non
interactifs
permettent d'obtenir une réponse optimale du
système.
Les autres caractéristiques incluses sont la
protection contre les inversions de polarité de la
batterie et les transitoires de tension, un circuit de
sécurité en cas de perte de signal capteur ou
d'alimentation batterie.
Huegli Tech France
INTRODUCTION
DESCRIPTION
Le circuit dynamique de sortie est influencé par le
réglage de gain et de la stabilité. La sensibilité est
augmentée lorsque l'on tourne le réglage de gain
dans le sens horaire. Ce réglage à une gamme non
linéaire de 33 à 1. Le réglage de stabilité lorsqu'il est
tourné dans le sens horaire augmente le temps de
réponse du système pour s’adapter à une plus large
gamme de constante de temps des moteurs. Etant
donné que le système est basé sur le principe P.I.D
la portion dérivatrice D peut être modifié si
nécessaire. (voir la section instabilité).
Pendant la période de démarrage l'actionneur se
déplace à sa position maximale et restera dans cette
position jusqu'à la mise en route et la montée en
régime. Lorsque le moteur tourne avec une charge
constante l'actionneur est alimenté avec un courant
suffisant pour maintenir la vitesse nominale.
Lorsque le signal est reçu par le boîtier, ce dernier
est amplifié et remis en forme par un circuit interne
pour fournir un signal de vitesse analogique. Si le
boîtier ne détecte aucun signal en provenance du
capteur alors le circuit de sortie du boîtier coupera
l'alimentation de l'actionneur.
Un circuit de comparaison reçoit le signal du capteur
ainsi que celui produit par l'oscillateur interne
préréglé à la vitesse de régulation souhaitée. Le
réglage interne de vitesse à un rapport de 7 à 1 et il
est réglé par un potentiomètre 25 tours. La sortie du
circuit de comparaison est relié à l'entrée du circuit
de contrôle dynamique. Ce circuit comporte les
réglages de gain et de la stabilité qui procurent un
fonctionnement isochrone et stable pour la majorité
des moteurs et systèmes de carburant (injection ou
carburateur).
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Le circuit dynamique de sortie génère un courant
découpé à une fréquence de 500 hz pour alimenter
l'actionneur. La fréquence de découpage est bien
au-delà de la fréquence naturelle de l'actionneur et
ne permet pas de voir un déplacement quelconque
de l'arbre de l'actionneur. Le découpage du courant
du transistor de sortie réduit sa dissipation de
puissance interne avec un contrôle plus efficace.
Le circuit de sortie peut produire un courant jusqu'à
10 ampères continus à 25° c pour les systèmes 12
et 24 volts. L'actionneur répond à la moyenne du
courant pour positionner le levier de contrôle de
carburant. Le boîtier ESD 2210 est muni de
caractéristiques particulières qui améliorent le
système de régulation. Un circuit d'anticipation réduit
la survitesse durant la période de montée en régime
lors du démarrage ou bien lors d'importantes
transitoires de charge
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L'information de vitesse est généralement produite
par un capteur magnétique. Tout autre signal peut
être utilisé sous réserve que la fréquence produite
soit proportionnelle à la vitesse du moteur et
corresponde en tension et fréquence aux
spécifications du boîtier.
Le capteur est généralement monté à proximité
d'une roue phonique qui dans la grande majorité des
cas est la couronne dentée du volant moteur.
Lorsqu'une dent défile devant le capteur un signal
est généré proportionnellement à la vitesse du
moteur.
L'intensité du signal doit correspondre à la gamme
d'entrée de l'amplificateur du boîtier. Une amplitude
de 0.25 à 50 volts c.a efficace est nécessaire pour
permettre au boîtier de fonctionner suivant les
spécifications. Le signal capteur est appliqué aux
bornes C et D du boîtier. Entre ces bornes, il y a une
indépendance de plus de 5 K ohms. La borne D est
connecté internement à la borne F qui est le pôle
négatif de la batterie. Le blindage du câble utilisé
sera relié uniquement à la borne prévue et isolé côté
capteur. Voir schéma de la figure 1.
PERFORMANCES
Mode isochrone/stabilité en régime
+/- 0.25% ou moins
Gamme de vitesse en fréquence capteur
1 khz - 7.5 khz
Dérive en température
+/- 1% maxi
Réglage de vitesse fin (potentiomètre externe)
+/- 250 hz
Sensibilité de la borne A
130 hz +/- 15 hz/volts @ impédance 5,1 K
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SPECIFICATIONS
ENVIRONNEMENT
Température de fonctionnement (ambiance)
-40° c à +85° c
Humidité relative
jusqu'à 100 %
Boîtier
anti-corrosion/fongicide
ALIMENTATION
Batterie
8 à 20 volts pour alimentation 12 Vcc
16 à 32 volts pour alimentation 24 Vcc
Négatif à la masse (boîtier isolé)
Consommation (boîtier seulement)
60 m.a continu
Intensité maximale actionneur à 25°C
10 ampères continus
Signal capteur magnétique
0.5 - 50 volts efficaces
FIABILITE
Vibrations
5 G de 20 - 500 hz
Essais
100% toutes fonctions
PHYSIQUE
Dimensions
voir figure 1
Poids
345 grammes
Montage
Toutes positions (préférence vertical)
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Polarité
* Protection contre inversion de polarité par diode en parallèle. Un fusible de 15 ampères devra être installé
coté pôle positif de la batterie.
APPLICATION ET INSTALLATION
Le boitier ESD 2210 enrobé par une résine époxy rigide est robustement, construit pour supporter
l’environnement moteur. L’unité peut être installée dans une armoire de contrôle ou dans un coffret situé sur
le moteur contenant l’instrumentation de contrôle. Eviter toute température excessive.
Un dispositif de survitesse indépendant du système
de régulation de vitesse devra être installé pour éviter
la perte de contrôle du moteur pouvant entraîner de
graves dommages corporels ou matériels.
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ATTENTION
Les connections de base sont illustrés dans le
diagramme 1. La section du câblage entre batterie,
actionneur allant aux bornes E-F-G-H sera au
minimum de 1.5 mm2 ou plus si nécessaire. Des
câblages très longs nécessiteront une augmentation
de section pour réduire les chutes de tension.
Protéger l'entrée positive de la borne E par un
fusible de 15 ampères.
Les câbles entre le capteur magnétique et les
bornes C-D doivent être torsadés ou de préférence
blindés sur toutes les longueurs. Le blindage sera
isolé coté capteur et relié uniquement à la borne
prévue qui figure sur le schéma 1. Le blindage sera
lui même isolé pour éviter que sur son parcours il ne
puisse rentrer en contact avec la masse du moteur.
Avec le moteur à l'arrêt régler le jeu entre le capteur
et la denture extérieure de la couronne dentée. Le
jeu ne doit pas être inférieur à 0.45 mm. En général
en dévissant le capteur de 3/4 de tour après avoir
été en contact avec une dent l'on obtiendra une
entrefer correct. La tension délivrée par le capteur
pendant la période de démarrage ne doit pas être
inférieur à 1 volt efficace.
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CABLAGE
REGLAGES
Avant le démarrage du moteur
Positionner les réglages de gain et stabilité à mi-course ainsi que le potentiomètre externe de réglage fin s'il
est utilisé.
Démarrage du moteur
Réglage de la vitesse nominale
L'augmentation de vitesse est obtenue en tournant le potentiomètre de réglage (speed) dans le sens horaire.
Une commande à distance par potentiomètre (5 K ohms) du réglage fin de la vitesse est réalisable. Se
reporter au diagramme 1.
Réglage des performances
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Le boîtier est réglé en usine approximativement pour un ralenti, soit 1000 hz de fréquence capteur.
Démarrer le moteur avec le système de régulation sous tension batterie. L'actionneur se positionnera au
maxi de sa course pendant cette période. La régulation doit alors contrôler le moteur à une vitesse basse. Si
le moteur est instable après le démarrage tourner le gain et la stabilité dans le sens anti-horaire jusqu'à
obtention d'un régime stable.
Après réglage de la vitesse nominale à vide procéder aux opérations suivantes :
A- Tourner le réglage de gain dans le sens horaire jusqu'à obtention d'instabilité ou pompage. Revenir
lentement dans le sens anti-horaire jusqu'à disparition de l'instabilité puis à partir de ce point diminuer le
réglage d’une division pour assurer une bonne stabilité.
B- Régler la stabilité en opérant comme pour le gain.
Gain et stabilité peuvent nécessiter de légères retouches lorsque la charge sera appliquée. Normalement les
réglages effectués sans charge donnent des résultats satisfaisants. Un enregistreur peut être utilisé pour
affiner ces réglages. Si une instabilité ne peut être éliminée se reporter à la section concernant la recherche
des pannes.
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Moteur à l'arrêt et avec la régulation sous tension
Si la régulation ne fonctionne pas le défaut peut être localisé en vérifiant la tension comme indiqué aux
étapes 1-2-3-4. Les points (+) et (-) se référent à la polarité du contrôleur ou du multimètre. (voir le
bulletin des actionneurs pour le détail des tests).
BORNES
VALEUR NORMALE
CAUSES PROBABLES
1- E (+) & F(-)
Batterie 12 ou 24 v
2- A (+) & B(-)
0 - 3,9 vcc
7,1 - 7,9 vcc
1 volt efficace
au démarrage
1- Batterie débranchée. Fusible défectueux
2- Tension batterie trop faible
3- Erreur de câblage
1- Potentiomètre en court circuit ou mal câblé
2- Boîtier défectueux
1- Jeu trop important entre capteur et denture de la
couronne. Contrôler
2- câblage erroné ou défectueux du capteur
Indépendance entre C & D doit être
entre 300 et 1200
ohms
3- Capteur défectueux
1- Câblage erroné actionneur
2- Régulateur défectueux
3- Actionneur défectueux
3- C (+) & D(-)
4- E (+) & H(-)
0,8 à 1.5 volts
(démarrage)
Si la régulation fonctionne anormalement procéder aux tests suivants :
SYMPTOMES
Survitesse moteur
CAUSES PROBABLES
1 - L’actionneur est en position de
pleine accélération. Alors débrancher
les bornes capteurs C et D. Si la
position est inchangée alors le boitier
de vitesse est défectueux.
Si l’actionneur est en position mini
de carburant alors vérifier le capteur.
2 - Maintenir manuellement le
régime de moteur à la vitesse
souhaitée. Mesurer la tension entre
les bornes E(+) et H(-) du
régulateur de vitesse.
1 - Si la lecture de la tension est de 1 à
1.5 volts cc.
a - Le réglage de la vitesse est situé au
dessus du régime nominal, tourner le
potentiomètre de vitesse dans le sens
anti-horaire.
b - Régulateur de vitesse défectueux.
2 - Si la tension est supérieure à 1.5
Volts. Contrôler l’actionneur.
3 - La consigne du système de coupure
de survitesse est ajusté trop bas.
4 - Si la tension est inférieure à 0,8 volts
Régulateur de vitesse défectueux
1 Remplacer la batterie.
2 Câblage actionneur incorrect
3 Régime ajusté trop haut si la tension
est supérieure à 1,5 volts
1 Mesurer la tension entre les
bornes
E(+) et H(-) sur le régulateur de
vitesse.
Elle doit être de 0,8 à 1,5 volts cc
sinon :
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Actionneur pas
alimenté pleinement
lors du démarrage
TEST
1 - Ne pas démarrer le moteur mais
appliquer la tension au système de
régulation de Vitesse
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PERFORMANCES INSUFFISANTES
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RECHERCHE DE PANNES
1 Erreur de câblage actionneur ou batterie
2 Actionneur défectueux
1 Si la tension est de 1,5 volts ou plus
à l’intérieure du niveau de tension
de la batterie et qu’il existe une
restriction du contrôle de fuel, contrôler le
dispositif de commande de carburant
2 Dans le cas contraire, augmenter le
réglage de la vitesse
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Le moteur est sous
le régime requis
2 Relier temporairement les bornes
E et H
L’actionneur doit se déplacer au
maximum
1 Mesurer la tension de sortie
actionneur,
bornes G et H avec le moteur en
service
TENSION CAPTEUR INSUFFISANTE
Un signal important du capteur éliminera la
possibilité de ratés ou pulsions additionnelles. Un
signal capteur de 0.5 volts c.a efficaces procure une
régulation acceptable. Un signal de 3.0 volts c.a
efficaces ou plus important à la vitesse nominale est
recommandé. Cette mesure se fait sur les bornes C
& D.
L'amplitude du signal peut être augmentée en
réduisant le jeu entre capteur et la denture. Le jeu
ne doit pas être inférieur à 0.45mm. Avec le moteur
à l'arrêt contacter une dent et dévisser d'environ ¾
de tour pour obtenir un jeu satisfaisant.
INTERFERENCES ELECTROMAGNETIQUES I.E.M
blindage de tous les câbles et connecter les
blindages au même point sur le boîtier en reliant ce
dernier à la borne spécifique. Monter le boîtier sur
une plaque métallique arrière reliée à la masse
générale.
Le boîtier ESD 2210 génère une petite quantité
d'I.E.M dans son circuit de sortie. Pour des
applications ou ce nouveau I.E.M peut être critique
se reporter au paragraphe précédent pour les
recommandations.
Le boîtier ESD 2210 possède des filtres internes
pour éliminer la plupart des interférences. Si l'on
suspecte que telles interférences sont à l'origine des
troubles de régulation, il faudra alors posséder au
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Ces interférences sont produites par des champs
électriques très intenses et provoquent des
perturbations sur les équipements électroniques.
Magnétos, chargeurs de batterie, émetteurs radios
et régulateurs de tension sont typiquement des
générateurs de I.E.M.
INSTABILITE
Modifié le mardi 13 octobre 2009 sur le diagramme 1. Des interférences en
provenance de signaux électriques puissants
peuvent être aussi la cause d'instabilité. Couper le
chargeur de batterie ou tous autres équipements
pour vérifier si le défaut disparaît.
Une instabilité lente peut avoir plusieurs causes. En
générale le réglage du gain et de la stabilité corrige
la situation en appairant le boîtier de contrôle aux
performances dynamiques du moteur. En cas
d'échec, la compensation de temps mort peut être
modifiée. Ajouter une capacité entre les picots E2E3 (négatif sur E2) du circuit. La position de ces
picots est indiquée sur le diagramme 1. Commencer
avec une valeur de 10 Micro-farad et augmenter
jusqu'à ce que l'instabilité soit bien éliminée.
Si l'instabilité n'est pas corrigé par cette procédure,
contrôler le système d'alimentation en carburant
(injection, carburant) et les performances du moteur.
Vérifier que le système de tringlerie de l'actionneur
fonctionne sans aucun point dur ainsi que
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L'instabilité dans une boucle de régulation peut être
classée en deux catégories : Périodiquement
apparaissant comme une sinusoïde à un rythme
régulier. Apériodique et aléatoire avec des
déviations occasionnelles sans raison apparente.
Elle peut être classée comme rapide ou lente. Une
instabilité rapide ou supérieure à 3 HZ est
généralement perçue comme un tremblement. Une
instabilité lente est inférieure à 3 HZ et évolue
lentement et parfois avec violence.
Si une instabilité rapide se manifeste ceci
correspond à une réponse du régulateur aux points
d'allumage moteur. En augmentant la vitesse l'on
accroît la fréquence de l'instabilité et vice versa. Si
ceci est le cas couper le shunt interne au boîtier
entre les picots E1 et E2 pour réduire le
phénomène. Dans des cas extrêmes ceci ne
supprimera pas entièrement le tremblement. Un
second shunt interne entre les picots E4 et E4 peut
être
coupé
pour
stabiliser
le
système.
L'emplacement de ces shunts internes est indiqué
le moteur.
INSTABILITE NON PERIODIQUE
Une telle instabilité doit réagir au réglage de gain.
Si en augmentant le gain, l'instabilité est réduite,
alors le problème découle du moteur. Un gain plus
important permet au régulateur une réponse plus
rapide et corrige la perturbation.
Vérifier qu'il n'existe pas de ratés d'allumage, un
système de carburant défectueux ou bien de
variations de charges produites par un régulateur de
tension de générateur défectueux. Si l'instabilité est
légère avec une réponse rapide couper le shunt
entre les picots E4 et E5 pour stabiliser le système.
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l'actionneur. Une introduction d'une petite quantité
de statisme peut aider à la recherche en stabilisant
En cas d'insuccès consulter votre distributeur G.A.C
pour assistant technique.
FIGURE 1
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