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

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

2. Compréhension du moteur triphasé Alimentation en 3 phases ON (sinus) Alimentation en 2 phases ON (120°) Objectifs du cours

3. 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).

4. Pont triphasé T1 T3 T5 UDC T4 T6 T2 Rshunt: mesure de courant

5. Alimentation à 120° T1 T3 T5 UDC T4 T6 T2 Rshunt: mesure de courant

6. Commande en 120° Tension induite 1 Courant 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 [°]

7. Sondes de Hall Tension induite 1 Flux 0.8 Sonde de Hall 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 [°]

8. Sondes de Hall: décalées Tension induite 1 Courant 0.8 Sonde de Hall 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 [°]

9. U1 U2 U3 Hall1 Hall2 Hall3 T1 T2 T3 T4 T5 T6 « Collecteur  électronique » Commutation 0 50 100 150 200 250 300 350 1 0 1 1 0 0 1 0 0 position du rotor [°]

10. Détermination de ACTRA

11. 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 } ;

12. Problèmes de conduction de diodes en PWM simple Peut conduire si ui1+ui3>Uj T1 T3 T5 Potentiel « flottant » On UDC T4 T6 T2 PWM Rshunt: mesure de courant Ui1 Ui2 Ui3

13. 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)

14. Alimentation 3 phases ON T1 T3 T5 UDC T4 T6 T2 Rshunt: mesure de courant

15. 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.

16. Utilisation de la pleine tension du pont 1 U1: (sin(x)+1)/2 U2:(sin(x+2*pi/3)+1)/2 0.8 Uligne:(sin(x)-sin(x+2*pi/3))/2 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 0 1 2 3 4 5 6

17. 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 1 (sin(x)+1)/2 (sin(x+2*pi/3)+1)/2 0.9 (sin(x-2*pi/3)+1)/2 0.8 0.7 0.6 Partie la plus basse pour U3 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 1 2 3 4 5 6

18. Forme de tension obtenue 300 200 100 U2 U1 0 U3 U2-U1 -100 -200 -300

19. Résumé alimentation sinus • Plus difficile à implémenter avec des sondes de Hall • Meilleur rendement (très légèrement) • Génère moins de bruit