Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

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Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur 6 Commande de moteur synchrone à aimants Christian Koechli

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Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur. 6 Commande de moteur synchrone à aimants Christian Koechli. Compréhension du moteur triphasé Alimentation en 3 phases ON (sinus) Alimentation en 2 phases ON (120°). Objectifs du cours. Principes de commande. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

6 Commande de moteur synchrone à aimants

Christian Koechli

Page 2: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Objectifs du cours

• Compréhension du moteur triphasé

• Alimentation en 3 phases ON (sinus)

• Alimentation en 2 phases ON (120°)

Page 3: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Principes de commande

Pour garantir la génération d’un couple les phases du moteur doivent être commutées en fonction de la position

2 Méthodes utilisées:

• alimentation en sinus (3 phases ON);

• alimentation en 120° (2 phases ON).

Page 4: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Pont triphasé

UDC

T1

T2

T3

T4

Rshunt: mesure de courant

T5

T6

Page 5: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Alimentation à 120°

UDC

T1

T2

T3

T4

Rshunt: mesure de courant

T5

T6

Page 6: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Commande en 120°

Tension induiteCourant

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540

Position du rotor [°]

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-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540

Sondes de HallTension induiteFlux

Position du rotor [°]

Sonde de Hall

Page 8: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540

Sondes de Hall: décaléesTension induite

Sonde de Hall

Position du rotor [°]

Courant

Page 9: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

101

100100

« Collecteur  électronique »

Commutation

0 50 100 150 200 250 300 350

position du rotor [°]

U1U2U3Hall1Hall2Hall3T1T2T3T4T5T6

Page 10: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Détermination de ACTRA

Sondes de Hall

Valeur décimale

Transistors sens positif

ACTRA PWM double

ACTRA hex

Transistors sens

négatifACTRA PWM double arrière

ACTRA hex

000 0 impossible     impossible    

001 1            

010 2            

011 3            

100 4            

101 5 0 0 1 0 0 1 00 00 10 00 00 10 0x082 0 0 0 1 1 0 00 00 00 10 10 00 0x28

110 6            

111 7 impossible     impossible    

Page 11: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Gestion de la commutation//récupérer les infos sondes de hall

hall=(GpioDataRegs.GPADAT.all>>16)&0x7;

//déterminer la commutation des transistors

actra= CW_3ON_DBL_TAB[hall];

//appliquer la commutation sur les grilles

EPwm1Regs.AQCTLA.all=Actldef[actra&0x3];

EPwm1Regs.AQCTLB.all=Actldef[(actra>>2)&0x3];

EPwm2Regs.AQCTLA.all=Actldef[(actra>>4)&0x3];

EPwm2Regs.AQCTLB.all=Actldef[(actra>>6)&0x3];

EPwm3Regs.AQCTLA.all=Actldef[(actra>>8)&0x3];

EPwm3Regs.AQCTLB.all=Actldef[(actra>>10)&0x3];

Uint16 Actldef[4]={

0x01, //forced low CAU=0 CAD=0 ZRO=1

0x90, //active_low CAU=1 CAD=2 10010000

0x60, //active_high CAU=2 CAD=1

0x02, //forced_high CAU=0 CAD=0 ZRO=2

} ;

Page 12: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Problèmes de conduction de diodes en PWM simple

UDC

T1

T2

T3

T4

Rshunt: mesure de courant

T5

T6

Ui1 Ui2 Ui3

Potentiel « flottant »On

PWM

Peut conduire

si ui1+ui3>Uj

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Résumé 2 phases ON (120°)

• Peut être réalisé facilement à l’aide de sondes de hall (logique simple)

• Le pont est utilisé comme un collecteur électronique

• Le PWM simple est possible mais plus difficile à réaliser. Le PWM double est beaucoup plus simple. (Freinage en double)

Page 14: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Alimentation 3 phases ON

UDC

T1

T2

T3

T4

Rshunt: mesure de courant

T5

T6

Page 15: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Principes de l’alimentation 3 phases ON (sinus)

• On impose le potentiel sur les 3 phases. Le pont devient une source de tension triphasée.

• Les transistors d’une branche sont alimentés alternativement (ACTRA=0x666 ou 0x999 suivant la logique des drivers).

• La tension de ligne du moteur est sinusoïdale.

Page 16: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Utilisation de la pleine tension du pont

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 1 2 3 4 5 6

U1: (sin(x)+1)/2U2:(sin(x+2*pi/3)+1)/2

Uligne:(sin(x)-sin(x+2*pi/3))/2

Page 17: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Solution

On tire à zéro la chaque phase où la tension est la plus basse.

Et on enlève la même partie aux autres tension de phases pour maintenir la tension de ligne

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 1 2 3 4 5 6

(sin(x)+1)/2(sin(x+2*pi/3)+1)/2(sin(x-2*pi/3)+1)/2

Partie la plus basse pour U3

Page 18: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Forme de tension obtenue

-300

-200

-100

0

100

200

300

U2

U1

U3

U2-U1

Page 19: Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Résumé alimentation sinus

• Plus difficile à implémenter avec des sondes de Hall

• Meilleur rendement (très légèrement)

• Génère moins de bruit