Commande embarquée de moteurs 4 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 T1 T3 T5 UDC T2 T4 T6 Rshunt: mesure de courant

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

Champ «tournant» en 120° X V Y U W Z V-W+ U-W+ U+V- U-V+ U+W- V+W-

Comparaison avec le moteur CC à 3 lames Source: wikimedia.org

Commande en 120° Tension induite Courant Position du rotor [°] 1 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 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 [°]

Sondes de Hall Tension induite Flux Sonde de Hall 1 Tension induite Flux 0.8 Sonde de Hall 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 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 [°]

Sondes de Hall: décalées 1 Tension induite Courant 0.8 Sonde de Hall 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 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 [°]

Tension induite

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

Détermination de EN/IN Sondes de Hall Valeur décimale Transistors sens positif En IN Transistors sens négatif 000 impossible   001 1 010 2 011 3 1 0 0 1 0 0   110 (6) 010 (2) 0 1 1 0 0 0  100 4 101 5 110 6 111 7

Implémentation hall=(HAL_GPIO_ReadPin(HALL3_GPIO_Port,HALL3_Pin)<<2)+ (HAL_GPIO_ReadPin(HALL2_GPIO_Port,HALL2_Pin)<<1)+ HAL_GPIO_ReadPin(HALL1_GPIO_Port,HALL1_Pin); HAL_GPIO_WritePin(EN2_GPIO_Port,EN2_Pin,(enables[hall]>>1)&1);

Problèmes de conduction de diodes en PWM simple Potentiel « flottant » On UDC T2 T4 T6 PWM Rshunt: mesure de courant U1 U2 U3

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 T2 T4 T6 Rshunt: mesure de courant

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 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 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 1 2 3 4 5 6

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 1 2 3 4 5 6

Forme de tension obtenue 300 200 100 U2 U1 U3 U2-U1 -100 -200 -300

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

Utilisation d’un pont intégré L6230

Application

Mesure de courant