commande moteurs

COMMANDE MOTEURS :
le style
italien
L’Italie a toujours été le berceau d’importants fabricants
mondiaux de machines-outils, d’équipements de production
et d’appareils électroménagers. Elle est ainsi devenue en
quelque sorte un centre d’excellence pour l’électronique de
commande de moteurs électriques. Nous avons rencontré
plusieurs de nos clients italiens, qui ont donné un avis clair
sur les nouvelles solutions de commande proposées par le
secteur des semiconducteurs et qui répondent aux exigences
imposées par les nouvelles réglementations sur les produits
consommateurs d’énergie.
Une meilleure intégration
Pour Studioemme de Bologne,
spécialiste en conception et
fabrication de servocommandes
intégrées pour moteurs sans balais,
une meilleure intégration est une
priorité clef sur son marché cible, à
savoir les machines-outils. « Dans
notre dernière gamme de produits,
nous avons intégré les circuits
d’alimentation et de commande
dans le même système, installé
à même le moteur », affirme
Francesco Borghesi, concepteur
R&D de Studioemme. « Cette
solution permet ainsi de simplifier
considérablement l’acheminement
des câbles entre la machine et son
panneau de commande, dans la
mesure où il devient possible de
connecter tous les moteurs par
le biais d’un seul câble CANopen.
Une meilleure intégration
permet également de réduire
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les problèmes de compatibilité
électromagnétique ».
« Les principaux défis auxquels
nous avons été confrontés ont été
la miniaturisation du système et la
dissipation thermique », poursuitil. « Pour la miniaturisation, nous
avons modifié les alimentations et
changé certains composants. Par
exemple, nous avons remplacé
les détecteurs de courant à bruit
faible (idéals mais encombrants) par
des détecteurs plus petits, et les
codeurs optiques par des codeurs
magnétiques absolus. Notre
algorithme FOC (Field Oriented
Control), développé en collaboration
avec l’Université de Bologne
pour une précédente gamme de
produits, n’a pas changé, même
si des codeurs haute résolution et
des détecteurs de courant à bruit
faible auraient été nécessaires
pour exploiter pleinement son
potentiel. Dans un avenir proche,
nous envisageons de compléter
cette gamme de systèmes de
commande intégrés par des
modèles haute puissance ».
Aux prises avec les
harmoniques
Au nombre des réglementations
récentes affectant les systèmes de
commande moteurs figurent les
normes CEI qui fixent des limites
pour la quantité d’harmoniques
de l’alimentation secteur.
Selpro (Brescia), fournisseur de
commandes de vitesse basées
sur les échelons de tension ou la
partialisation de phase, porte une
grande attention à ce problème.
Ses produits sont utilisés dans les
grands équipements de HVAC
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CONSEILS
POUR LES
CONCEPTEURS
EN ASSOCIATION AVEC
Puissance en poche (1)
< Suite de la page 20
et dans les systèmes industriels
de réfrigération. « Nous avons
réussi à satisfaire aux normes CEI
en améliorant et en peaufinant
l’utilisation de nos technologies »,
«
Dans notre dernière
gamme de produits, nous
avons intégré les circuits
d’alimentation et de
commande dans le même
système, installé à même
le moteur... »
Francesco Borghesi, concepteur
R&D de la société Studioemme
explique Fausto Rizzi, ingénieur
concepteur chez Selpro. « Les
systèmes à échelons de tension
sont intrinsèquement exempts
d’harmoniques, dans la mesure
où ils sont basés sur des
autotransformateurs, qui sont
des éléments linéaires et donc,
ne génèrent pas de distorsions.
Les systèmes à partialisation de
phase, en revanche, génèrent
des distorsions. En tirant parti
de la nature inductive et de la
modularité de la charge (qui
comprend plusieurs ventilateurs) et
en travaillant à un certain angle de
phase, il est possible de réduire les
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harmoniques dans les limites fixées
par la norme pour les courants de
16 à 75 A (CEI 61000-3-12). Cette
solution ne peut toutefois pas
être utilisée pour les courants
inférieurs à 16 A, auxquels une
norme différente s’applique, avec
des limites inférieures pour les
harmoniques (CEI 61000-3-2).
Très bientôt, nous devrons faire
face au problème du rendement
énergétique et je pense que nous
devrons utiliser la technologie de
commande d’inverseur et adopter
des systèmes DSP ».
microcontrôleurs ; nous n’aurons
pas besoin de DSP ». La nécessité
de réduire la consommation
d’énergie a aussi un impact sur ce
marché. « Nos inverseurs destinés
à un fonctionnement normal dans
les ascenseurs électriques et
hydrauliques sont au cœur de nos
efforts d’optimisation de l’énergie »,
précise M. Castagnini. « Toutefois,
dans le domaine des ascenseurs,
l’évaluation de la consommation
d’énergie devrait être basée sur
l’ensemble du système et pas sur
un seul composant ».
Objectifs pratiques pour les
ascenseurs Le rapport qualité/
prix et la facilité d’installation sont
actuellement les principaux objectifs
de SMS Sistemi e Microsistemi
(Crespellano, Bologne), qui conçoit
et fabrique des systèmes de
commande pour ascenseurs.
La gamme de produits de cette
société inclut des démarreurs,
des commandes de vitesse, des
appareils permettant de ramener la
cabine au rez-de-chaussée en cas
de panne de courant, des cartes
pour panneaux de commande et
des cabestans. « Nous essayons
de faciliter le travail des installateurs
en fournissant des produits
précâblés », explique Emanuele
Castagnini, l’un des concepteurs
de la société. « Les inverseurs
utilisés pour ramener la cabine
au rez-de-chaussée en cas de
panne de courant ne sont pas très
sophistiqués, étant donné que le
positionnement ne doit pas être
très précis. Pour ces produits,
nous envisageons l’utilisation de
Solutions pour moteurs
Quels que soient vos
besoins de commandes et
d’entraînements de moteurs,
Radiospares possède les
produits pour y répondre.
Choisissez parmi notre
gamme de microcontrôleurs,
DSP, DSC, codeurs, détecteurs
de courant, transistors
MOSFET, IGBT, etc. sur
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UN AMPLIFICATEUR
PWM SIMPLE
Ton Giesberts (laboratoires Elektor)
Les modèles d’amplificateurs de puissance
audio simples sont légion. Ils possèdent
généralement une topologie de classe AB ou B.
Nous vous présentons ci-dessous un modèle de
classe D très compact, qui peut être alimenté à
partir de 4 piles AA et qui, grâce à son rendement
relativement élevé, peut arracher pas mal de
décibels d’un haut-parleur.
L’amplificateur
de puissance audio décrit dans cet article
n’est pas un étage d’amplification analogique
ordinaire, mais une version « numérique » qui
utilise la modulation de largeur d’impulsion
(PWM). Par souci d’honnêteté, nous préciserons
que cet amplificateur présente une distorsion
non négligeable et qu’il ne s’agit donc pas
d’un amplificateur hi-fi ou haut de gamme.
Le circuit est bien trop simple pour cela. Par
ailleurs, il confère un son unique à la musique.
L’amplificateur numérique a peut-être une qualité
sonore « digne du bon vieux tube ».
Amplificateur PWM
En principe, un amplificateur PWM possède
un très haut rendement car la sortie est
commutée à haute fréquence entre les tensions
d’alimentation positive et négative (ou la masse)
(voir figure 1). Étant donné que les transistors de
sortie font l’objet, un à la fois, d’une commande
de marche ou d’arrêt, la chute de tension sur
les transistors actifs et le courant les traversant
lorsqu’ils sont inactifs sont minimaux. En
d’autres termes, les pertes (thermiques) des
transistors restent faibles. Lorsque le transistor
est activé, une impulsion se produit à la sortie.
La largeur de cette impulsion est proportionnelle
à l’amplitude du signal d’entrée original et
également une mesure de la taille du signal de
sortie (et par extension, du niveau de volume
de l’amplificateur). La figure 1 le démontre
clairement : les points où le côté positif du signal
est le plus grand correspondent aux niveaux de
signal (sinusoïdaux) les plus élevés. Bien sûr,
ce principe s’applique aussi au côté négatif du
signal : plus le côté positif de l’impulsion est petit
(et donc, plus le côté négatif est grand), plus le
signal de sortie est petit (« négatif »).
La taille du signal de sortie est donc déterminée
Spécifications techniques
• 1 W à 8 Ω, 1,7 W à 4 Ω
• Classe D
• Alimentation de 6 à 9 V (4 piles AA)
• Très compact
• Construction simple sans CMS
par le rapport entre l’impulsion positive et
négative. Plus la différence est grande, plus le
signal de sortie est grand. Et inversement : plus le
rapport entre les impulsions positive et négative
approche 50/50, plus le signal de sortie est petit.
Seul un filtre passe-bas est nécessaire pour
reconvertir le signal PWM en signal original
(amplifié). Ce filtre supprime la fréquence de
commutation élevée du signal, de sorte qu’il
ne reste qu’une « moyenne » qui correspond
exactement au signal original.
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