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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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Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur
6 Commande de moteur synchrone à aimants
Christian Koechli
Objectifs du cours
• Compréhension du moteur triphasé
• Alimentation en 3 phases ON (sinus)
• Alimentation en 2 phases ON (120°)
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).
Pont triphasé
UDC
T1
T2
T3
T4
Rshunt: mesure de courant
T5
T6
Alimentation à 120°
UDC
T1
T2
T3
T4
Rshunt: mesure de courant
T5
T6
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 [°]
-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
-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
101
100100
« Collecteur électronique »
Commutation
0 50 100 150 200 250 300 350
position du rotor [°]
U1U2U3Hall1Hall2Hall3T1T2T3T4T5T6
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
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
} ;
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
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)
Alimentation 3 phases ON
UDC
T1
T2
T3
T4
Rshunt: mesure de courant
T5
T6
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.
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
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
Forme de tension obtenue
-300
-200
-100
0
100
200
300
U2
U1
U3
U2-U1
Résumé alimentation sinus
• Plus difficile à implémenter avec des sondes de Hall
• Meilleur rendement (très légèrement)
• Génère moins de bruit