MOTEUR BRUSHLESS

ECOLE
SUPERIEURE de
PLASTURGIE
TP Moteur Brushless
MOTEUR BRUSHLESS
I) Objectifs du TP
Les étudiants sont amenés à se familiariser avec le fonctionnement du moteur Brushless en
effectuant des mesures sur les informations délivrées par le synchro-résolveur, en programmant le
variateur et en effectuant une commande en accélération du moteur (comportement dynamique) :
- Synchro-résolveur : Mesure des signaux aux bornes des différents enroulements, mise en forme.
Calcul du nombre de pôles du synchro-résolveur.
- Variateur :
Mesure des tensions aux bornes des phases du moteur.
Etude des problèmes de mesure liés au fonctionnement de l’onduleur.
Programmation du couple et de la vitesse sur les sorties analogiques.
- Comportement dynamique du moteur :
Excitation du moteur par un échelon de consigne de vitesse.
Calcul de la constante de temps mécanique du moteur.
Détermination de la fonction de transfert du moteur par la méthode de Strejc.
II) Matériel utilisé
Références de l’ensemble moteur + variateur : motorisation NUMDRIVE n° 60352/A
Cet ensemble a été commandé chez Schneider Electric, groupe NUM :
NUM SA Agence de Lyon BP 57 69672 BRON Cedex
Références du moteur : BMH0752N5RA2C
Références du variateur : AC monodrive MNDA2010Q23
Connecteur C4 du variateur :
Borne
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Description
A sortie impulsions de comptage
A impulsions de comptage - sortie inversée
B sortie impulsions de comptage déphasé de 90 degrés
B sortie impulsions de comptage déphasé de 90 degrés - inversée
Z top zéro de durée égale à ¼ de période
Z top zéro – inversée
D sortie logique sens de rotation moteur (anti-horaire = 1)
D sortie logique sens de rotation moteur – inversée
Etat sortie codeur : > 3.5 V si correct
0 volt
18/06/01 TP_Moteur_brushless.doc
1
TP Moteur Brushless
Connecteur C5 du variateur :
Borne
11
12-13
14-15
16-17
18
19-20
Description
Libre
Secondaire résolveur
Secondaire résolveur
Primaire résolveur
Masse pour blindage
Sonde thermique moteur
III) Manipulation
1.
Etude du Synchro – résolveur
Les tensions délivrées sur les bornes 12 à 18 proviennent du synchro-résolveur, l’information
est mise en forme par le variateur et délivrée sur les bornes 1 à 10.
Inhiber la référence vitesse
1.1. Relever la tension sur le primaire du résolveur : bornes 16-17.
1.2. Relever la tension aux bornes des secondaires du résolveur (bornes 12-13 et 14-15) pour
différentes positions de l’arbre (Faire tourner l’arbre à la main)
1.3. Déterminer le nombre de pôles du résolveur en effectuant un tour complet.
Valider la consigne de vitesse
1.4. Relever les tensions sur les secondaires du résolveur à 1000 tr/min et 2000 tr/min.
1.5. Etablir la correspondance entre la fréquence de modulation des signaux et la vitesse de
rotation, en fonction du nombre de pôles du résolveur.
1.6. Relever l’allure des signaux mis en forme : bornes 1 à 10 (synchroniser sur la borne 5),
décrire les signaux obtenus.
2.
Etude du Circuit de puissance du variateur
Les bornes U V W du moteur (connecteur C1) correspondent aux tensions d’alimentation du
moteur, délivrées par le variateur.
Consigne de vitesse réglée à 0 tr/min :
2.1. Relever les tensions sur les bornes U V W lorsque le couple est validé et lorsqu’il n’est pas
validé : conclure.
2.2. Couple validé et couple non validé, essayer de faire tourner l’axe du moteur à la main,
conclure.
Consigne de vitesse réglée à 2800 tr/min :
2.3. Relever les tensions sur les bornes U V W, la différence des tensions U-V :
- Faire la mesure dans le domaine temporel, dans le domaine fréquentiel.
- Faire la mesure avec et sans le filtre passe-bas.
Conclure sur les réglages de la base de temps, sachant que la profondeur d’enregistrement de
l’oscilloscope est de 2048 points.
2.4. Déterminer le nombre de pôles du moteur.
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TP Moteur Brushless
3.
Variables internes du variateur
Les sorties DAC du moteur (bornes 38 et 39) permettent d’accéder aux grandeurs internes du
variateur ou du moteur par programmation.
3.1. Programmer la mesure du couple du moteur, la vitesse du rotor.
3.2. Mesurer le coefficient de proportionnalité entre la sortie vitesse du variateur et la référence
de vitesse appliquée sur la borne 30 (entrer avec un GBF).
4.
Comportement dynamique du moteur
Une consigne en échelon (signal carré 5V fréquence 0.1 Hz) est appliquée par un GBF sur la
borne 30 : consigne de vitesse, la vitesse du moteur est relevée sur la sortie analogique, borne 38.
La comparaison entre la vitesse réelle et la consigne permet de déterminer la fonction de
transfert de l’ensemble variateur + moteur, la constante de temps du moteur.
Fonctionnement du moteur à vide sans limitation de courant : borne 29 non reliée.
4.1. Relever la consigne et la réponse en vitesse.
4.2. Déterminer la fonction de transfert à l’aide de la méthode de Strejc.
4.3. Calculer la constante de temps du moteur.
4.4. Même étude avec la limitation de courant : borne 29 reliée à 5V puis à 8V.
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