Régulation de Vitesse électronique Régulateur de vitesse

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Document : Définitif 15/06/01 Version 2
Régulation de Vitesse
électronique
Régulateur de vitesse
ESD 5500 E
PTI 1002
FR
INTRODUCTION
Le régulateur de vitesse de la série ESD-5500
est une unité électronique conçue pour contrôler
la vitesse d'un moteur avec une réponse rapide
et précise aux variations de charges transitoires.
La boucle de contrôle associée à un actionneur
électrique proportionnel et un capteur
magnétique de vitesse permet la régulation
d'une large gamme de moteurs en mode
isochrone ou avec statisme. 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.
Des contrôles de performances non interactifs
permettent d'obtenir une réponse optimale du
système.
Les caractéristiques principales du régulateur
ESD5500 sont les réglages de la limitation de
carburant au démarrage et de la rampe
d’accélération du moteur. L’utilisation de ces
paramètres réduira les émissions de fumée
durant la phase de démarrage éprouvée avant
d’atteindre le régime nominal du moteur.
Les autres caractéristiques complémentaires
comportent des réglages indépendants pour le
statisme et le régime de ralenti, des entrées
pour le raccordement des accessoires utilisés
pour coupler plusieurs groupes ou les
applications spéciales. Protections contre les
inversions de polarité de batterie, transitoires de
tension et court-circuit accidentel de l’actionneur
ainsi qu’ un circuit de sécurité en cas de perte
de signal capteur ou de tension d'alimentation,
sont les caractéristiques de sécurité du
régulateur.
Le régulateur est compatible avec tous les
actionneurs de la gamme GAC à l’exception du
modèle ACB 2000. La plage de statisme sera
réduite avec un actionneur de faible
consommation comme l’ACD 100.
DESCRIPTION
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 régulateur. Le
capteur est généralement monté à proximité
d'une roue phonique en métal ferreux qui dans
la grande majorité des cas est la couronne
dentée du volant moteur. Le défilement des
dents devant le capteur génère un signal
proportionnel à la vitesse du moteur.
L'intensité du signal doit correspondre à la
gamme d'entrée de l'amplificateur du boîtier.
Une amplitude de 0.5 à 120 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 dont l’ indépendance d’entrée est
supérieure à 33 Kilo ohms. La borne D est
connectée internement à la borne E qui
correspond au négatif de la batterie. Le blindage
du câble de jonction capteur / moteur sera relié
à la borne D et isolé coté capteur.
Le signal reçu par le boîtier 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
le circuit de sortie du boîtier désactivera
l'alimentation de l'actionneur.
Une circuit sommateur reçoit le signal du
capteur ainsi que celui produit par l'oscillateur
interne pré-réglé à la vitesse de régulation
souhaitée. Le réglage interne de vitesse à un
rapport de 8 à 1 et il est réglé par un
potentiomètre 25 tours. La sortie du circuit du
comparateur est reliée à l'entrée du circuit de
contrôle dynamique. Ce circuit comporte les
réglages du gain et de la stabilité qui procurent
un fonctionnement isochrone et stable pour la
majorité des moteurs et systèmes de carburant
(injection ou carburateur).
Le circuit dynamique de sortie est influencé par
le réglage du gain et de la stabilité. La sensibilité
du système est augmentée lorsque l'on tourne le
réglage du gain dans le sens horaire. Ce
réglage à un rapport de 33 à 1.
Le réglage de la stabilité réduit le temps de
recouvrement du régime nominal lorsqu'il est
tourné dans le sens horaire. Le système est
basé sur le principe P.I.D avec la portion D
(dérivée) qui peut être modifié si nécessaire.
(voir la section instabilité). L’importance des

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réglages est déterminante pour adapter la
corrélation constante de temps moteur et
performances transitoires sur la plupart des
moteurs thermiques.
Pendant la période de démarrage du moteur, le
réglage du débit de carburant pourra être placé
entre les positions pleine fermeture et pleine
ouverture. Lorsque le moteur tourne avec une
charge constante l'actionneur est alimenté avec
un courant suffisant pour maintenir la vitesse
nominale.
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 et 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 valeur moyenne du courant pour positionner
le levier de contrôle de carburant.
En utilisation standard la régularisation est
isochrone. Du statisme peut être introduit en
shuntant les bornes K et L. Le pourcentage de
statisme est réglable par le potentiomètre
interne de statisme. La gamme de statisme peut
être diminuée en shuntant les bornes G et H.
Le boîtier ESD-5500 est muni de
caractéristiques particulières qui améliorent le
système de régulation. Un circuit d'anticipation
diminuera la sur-vitesse durant la période de
montée en régime lors du démarrage ou bien
lors d'importantes transitoires de charge. La
vitesse de ralenti est réglable et peut être
commandée à distance. Une connexion pour les
accessoires tels que synchroniseur, répartiteur
de charge générateur de rampe est prévu sur ce
boîtier. Des protections contre l'inversion de
polarité batterie et transitoires de voltages sont
incluses sur ce module. L'actionneur revient au
stop dans le cas de la disparition du signal
capteur ou alimentation batterie.
SPECIFICATIONS
PERFORMANCES
Mode isochrone/stabilité en régime +/- 0.25% ou moins
Gamme de vitesse en fréquence capteur 1 khz à 7.5 khz
Dérive en température +/- 1% maxi
Réglage ralenti sens horaire 1.200 Hz sous le régime nominal
Réglage ralenti sens anti-horaire 4.100 Hz sous le régime nominal
Gamme de statisme 1 à 5% du point de régulation ( note*)
Réglage statisme maxi (K-L shuntés) 875 hz +/- 75 hz pour 1 A de variation
Réglage statisme mini (K-L shuntés) 15 hz +/- 6hz pour 1 A de variation.
Réglage de vitesse fin (potentiomètre externe) +/- 200 hz
Réglage toutes vitesses (potentiomètre externe) 500 - 7.5 khz
Sensibilité des bornes suivantes : J 100 hz +/- 15 hz/volt @ impédance 5 K ohms
: L 735hz+/-60 hz/volt @ impédance 65 K ohms
: N 148 hz +/- 10 hz/volt @ impédance 1 M ohms
: P Source 10 volts c.c @ 20 m.a
ENVIRONNEMENT
Température de fonctionnement (ambiance) -40° c à +85° c
Humidité relative jusqu'à 95%
Boîtier anti-corrosion/fongicide

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ALIMENTATION
Batterie 12 ou 24 volts cc (note)**
Polarité Négatif à la masse (boîtier isolé)
Consommation (boîtier seulement) 50 m.a c.c
Intensité maximale actionneur 10 ampères maxi en continue (note)***
Signal capteur magnétique 0.5 - 120 vca efficaces
FIABILITE
Vibrations 1 G de 20 - 100 hz
Essais 100% toutes fonctions
PHYSIQUE
Dimensions voir diagramme 1
Poids 545 grammes
Montage Toute position (préférence verticale)
* Le statisme est basé sur une fréquence capteur de 4000 hz et une variation de 1 ampère du courant
de l’ actionneur entre 0 et 4/4 de charge. Les applications à des fréquences capteur supérieures
diminueront le pourcentage de statisme. Avec une intensité actionneur supérieure à 1 ampère le
pourcentage de statisme augmentera. Se reporter au paragraphe statisme pour des détails
complémentaires.
** Protection contre inversion de polarité par une diode en série. Un fusible de 15 ampères devra être
inséré dans la liaison du câble allant au positif batterie.
*** Protection contre les courts-circuits du circuit de l’actionneur avec coupure automatique.
APPLICATION ET INSTALLATION
Le boîtier est suffisamment robuste pour être placé dans une armoire avec les autres instruments de
contrôle. Si de l'eau, humidité ou condensation peuvent entrer en contact avec le boîtier, ce dernier
devra être installé verticalement pour faciliter l'écoulement. Eviter toute température extrême.
ATTENTION
Un système de sur-vitesse indépendant du système de
régulation devra être installé pour éviter la perte de contrôle du
moteur pouvant entraîner de graves dommages corporels ou
matériels.
CABLAGE
Les connections de base sont illustrées dans le
diagramme 1. La section du câblage entre
batterie, actionneur allant aux bornes A-B-E-F
sera au minimum de 1.5 mm2 ou plus si
nécessaire. Des câblages très long nécessitent
une augmentation de section pour réduire les
chutes de tension. Protéger l'entrée du + à la
borne F 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 toute la longueur. Le
blindage sera isolé coté capteur et relié
uniquement à la bornes D. Le blindage sera lui
même isolé pour éviter que son parcours ne
puisse pas être en contact avec la masse du
moteur. Avec le moteur à l'arrêt régler le jeu
entre le capteur et la couronne dentée. Le jeu
ne doit pas être inférieur à 0.45 mm. En général
en dévissant le capteur de ¼ de tour après avoir
touché la tête d’une dent l'on obtiendra une
entrefer correce. La tension capteur lors de la
phase de démarrage ne doit pas être inférieure
à 1 vca efficace.

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REGLAGES
Avant démarrage moteur
Assurez vous que les potentiomètres de réglages de gain et stabilité soient à bien à mi-course ainsi que
le potentiomètre externe de réglage fin, s'il est utilisé. Prérégler les réglages ci-dessous comme suit :
Starting Fuel : Réglage de carburant au démarrage en position maxi sens horaire ; plein débit.
Speed ramping : Réglage de la rampe en position maxi sens anti-horaire ; accélération maximale.
Démarrage du moteur
Le boîtier est réglé en usine approximativement pour un ralenti basé sur 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 courte période. La régulation doit alors contrôler le moteur à la vitesse
de ralenti (shunt entre G et M). Si le moteur est instable après le démarrage tourner les potentiomètres
gain et stabilité dans le sens anti-horaire jusqu'à obtention d'un régime stable.
Réglage de la vitesse nominale
L'augmentation de la vitesse au régime nominal est obtenue en tournant le potentiomètre de vitesse
nominale (speed) dans le sens horaire. Une commande du réglage fin de la vitesse nominale est
possible à partir d’un potentiomètre externe de 5 K ohms . Voir diagramme 1.
Réglage des performances optimales
Après le réglage de la vitesse nominale procéder aux opérations suivantes sans charge:
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 et à partir de ce point mettre une
division de moins pour assurer une bonne stabilité.
B- Régler la stabilité en opérant comme pour le réglage du gain.
C- 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 ou des performances non requises se reporter à la section
concernant la recherche des pannes.
Réglage du débit carburant au démarrage
Les émissions de fumée durant la phase de démarrage du moteur peuvent être réduites par les réglages
suivants :
1- Mettre le moteur au régime ralenti en shuntant les bornes M et G.
2- Régler le régime de ralenti le plus bas possible.
3- Régler le débit de carburant dans le sens anti-horaire jusqu'à ce que la vitesse commence à
décroître.
Augmenter doucement le réglage du débit carburant dans le sens horaire jusqu'à ce que le régime de
ralenti du moteur soit établi.
4- Arrêter le moteur.
Une des deux méthodes suivantes pourra maintenant être appliquée.
Méthode 1 : Démarrer le moteur et accélérer directement jusqu’au régime nominal de fonctionnement.
ou
Méthode 2 : Démarrer le moteur au régime ralenti et marquer une étape de stabilisation au régime
ralenti avant d’accélérer jusqu’au régime nominal. Cette méthode distingue le processus de démarrage
de façon à pouvoir réduire au maximum les émissions de fumée.
Méthode 1 :
Retirer la liaison entre les bornes M et G. Démarrer le moteur puis ajuster la rampe afin d’obtenir le
minimum d’émission de fumée pendant l’accélération entre les régimes ralenti et nominal. En cas
d’émissions de fumée importantes au démarrage réajuster un peu le débit carburant dans le sens anti-
horaire. Le débit de carburant peut nécessiter une retouche de réglage dans le sens horaire lors d’une
phase de démarrage trop longue.

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Méthode 2 :
Mettre une liaison entre les bornes M et G au moyen d’un interrupteur, habituellement un contact de
pression d’huile moteur. Démarrer le moteur et si les émissions de fumée sont importantes, le réglage
du débit carburant devra être réajusté faiblement dans le sens anti-horaire. Le débit de carburant peut
nécessiter une retouche de réglage dans le sens horaire lors d’une phase de démarrage trop longue.
Retirer la liaison entre les bornes M et G au moyen de l’interrupteur pour ajuster la rampe afin d’obtenir
le minimum d’émission de fumée pendant la phase d’accélération entre les régimes ralenti et nominal
Réglages du ralenti
Après réglage de la vitesse nominale, placer le sélecteur Shunt de ralenti externe sur la position ralenti
(idle). Tourner le potentiomètre de réglage dans le sens horaire pour augmenter la vitesse de ralenti ou
en sens anti-horaire pour la diminuer.
Lorsque le moteur tourne au ralenti le boîtier introduit du statisme pour assurer une bonne stabilité.
Utilisation avec statisme
En général le statisme est utilisé lorsque des groupes sont mis en parallèle sans utilisation de répartiteur
de charge.
Placer le sélecteur de statisme externe sur la position statisme (droop). Le statisme augmente en
tournant le potentiomètre de réglage dans le sens horaire et diminue dans le sens anti-horaire. Avec du
statisme la vitesse du moteur décroît lorsque la charge augmente. Le pourcentage de statisme est basé
sur le courant de l'actionneur entre 0 de charge et 4/4 de charge. Une large gamme de statisme réglable
est disponible. Dans le cas ou plus de statisme serait nécessaire ajouter un shunt entre les bornes G et
H ce qui doublera le statisme. Un pourcentage de statisme au delà de 10% est inhabituel.
Si les niveaux de statisme sont plus haut ou plus bas que ceux nécessaires consulter GAC pour
assistance technique.
Après le réglage du statisme la vitesse nominale sera peut être a réajuster.
Branchement des accessoires
La borne N est prévue pour recevoir les signaux en provenance des répartiteurs de charge,
synchroniseurs ou autres modules complémentaires. Le câblage entre les accessoires et la borne N
devra être blindé en raison de la grande sensibilité de cette entrée.
Si un synchroniseur est utilisé sans répartiteur de charge, une résistance d'une valeur de 3 mégohms
sera branchée entre les bornes N et P pour appairer le niveau de tension entre le boîtier de contrôle et
le synchroniseur.
L'utilisation de la borne N provoque une baisse de vitesse qu'il faudra réajuster.
Alimentation auxiliaire
La borne P correspond à une alimentation régulée interne de +10 volts (20 ma) qui peut être
utilisée pour alimenter certains accessoires. La référence négative étant la bornes G.
Note importante : Un court-circuit sur cette alimentation peut endommager le régulateur.
Utilisation en toutes vitesses
Une commande externe à vitesse variable peut être utilisée avec le boîtier de contrôle ESD-5500.
Un potentiomètre simple ou multi-tours externe peut contrôler la vitesse sur une large plage
prédéterminée. Sélectionner la vitesse souhaitée et la valeur de potentiomètre correspondante en
se référant à la table 1 ci-dessous. Si la gamme exacte ne figure pas, choisir le potentiomètre
correspondant à la gamme au-dessus. Une résistance fixe pourra être insérée pour obtenir la
valeur souhaitée. Brancher le potentiomètre comme indiqué sur le diagramme 2.
Pour maintenir la stabilité au régime minimum un faible taux de statisme pourra être introduit en
utilisant le réglage de statisme interne. A la vitesse maximale le régulateur restera pratiquement
isochrone malgré cette faible introduction de statisme.
Contacter votre distributeur GAC en cas de difficultés pour obtenir le résultat souhaité.
TABLE 1 VALEURS DU POTENTIOMETRE TOUTES VITESSES