Réglez et étalonnez votre moteur à aimant permanent en quelques clics d'une souris

Le rêve de tout ingénieur concevant un onduleur triphasé pour un moteur sans balais CA est d'avoir une solution opérationnelle rapidement, réglée sur ce moteur particulier. Un outil de conception idéal qui répondrait à ce rêve permettrait la mesure automatique des paramètres du moteur, garantirait le réglage de l'étage de puissance du système, étalonnerait les coefficients du bloc de régulation du courant intégral/proportionnel et garantirait un processus de démarrage sûr et fiable.

Renesas offre cet outil de rêve sous la forme d'une version améliorée de son kit existant de référence de commande moteur RX62T (N° de pièce : YRMCKITRX62T).

Ce kit se base sur le microcontrôleur Renesas haute performance RX62T, qui intègre une unité centrale 32 bits 165 DMIP avec unité à virgule flottante intégrée. Il permet l'implémentation rapide d'algorithmes complexes.

Par ailleurs, le RX62T est la solution idéale lorsqu'il s'agit de commander un ou deux onduleurs et il peut piloter n'importe quel moteur sans balais triphasé CA/CC (par ex. les moteurs à aimant permanent triphasés). En tirant partie d'un algorithme de commande orienté champ sans capteur, l'algorithme de commande vecteur sans redevance et le logiciel d'autotest du microcontrôleur certifié VDE emploient une petite empreinte Flash pour minimiser les ressources de l'unité centrale. Le kit est également fourni avec schéma, Gerber, nomenclature, fiches de données et mode d'emploi.

En outre, l'interfaçage avec l'équipement et le développement avec un moteur est facilité grâce à l'interface utilisateur graphique PC dotée de nombreuses fonctionnalités.

Dans ce kit à version améliorée le logiciel de commande intégré RX62T et l'interface utilisateur PC ont été actualisés avec quatre nouveaux avantages clés :

1. Auto-détection des paramètres du moteur

Par défaut, les paramètres du modèle mathématique du moteur doivent être définis avant de pouvoir exécuter l'algorithme sinusoïdal sans capteur.

Les paramètres les plus importants sont : la résistance de l'élément moteur, l'inductance synchronisée (ou les inductances de deux axes Ld et Lq dans le cas des moteurs non isotropes) et les fuites de flux d'aimant permanent (par ex. la constante de force électromotrice arrière).

La mesure de ces paramètres est complexe et nécessite généralement un laboratoire bien équipé d'instruments particuliers.

Avec le nouvel outil de conception de moteur Renesas, les valeurs de ces paramètres sont automatiquement détectées par l'onduleur triphasé lui-même. Dans le cas de moteurs non isotropes, la valeur moyenne de l'inductance des deux axes est fournie. L'interface utilisateur PC affiche les valeurs mesurées de quelques clics de la souris.

2. Auto-détection de la non linéarité de l'onduleur

Dans un onduleur triphasé, les temps morts de la modulation, les baisses de tension sur les transistors (par ex. commutateurs) et les diodes à roue libre génèrent un comportement de non linéarité. Ce qui entraînera une différence entre la tension demandée pour le modulateur et la tension de sortie effective de l'onduleur.

Ainsi, lorsque la référence de tension est utilisée pour la mesure (par exemple pendant l'estimation du flux), une erreur se produit. Dans de nombreuses situations, cette erreur peut être très large comparée au niveau de tension réel, ce qui affectera votre estimation. L'erreur dépend du courant de sortie, donc elle peut être compensée à l'aide d'une technique de table de conversion.

Le principal défi est de définir les valeurs du tableau de conversion car cela nécessite beaucoup de mesures et de calculs mathématiques. Le Kit RX62T est fourni avec un étage de puissance standard intégrant déjà le tableau de conversion pertinent. Néanmoins, la plupart des conceptions emploient leur propre équipement d'étage de puissance ce qui fait qu'un nouveau tableau des coefficients doit être créé.

L'outil de conception de moteurs de Renesas permet à l'utilisateur d'obtenir automatiquement un tableau de compensation personnalisé rempli de coefficients, qui permettra de compenser la non linéarité de l'onduleur.

3. Réglage des coefficients proportionnels-intégraux du courant

Affiner les commandes proportionnelles-intégrales du courant nécessite l'utilisation d'un oscilloscope, ainsi que l'exécution par le système d'une étape du courant afin d'analyser la réponse transitoire. Une telle fonctionnalité existe actuellement sur le kit RX62T mais par processus manuel.

L'outil de conception de moteurs de Renesas possède deux nouvelles fonctionnalités qui permettent le réglage facile et rapide des commandes intégrales-proportionnelles. Cela peut être fait sans aucun système de mesure, uniquement par l'utilisation jointe du moteur connecté et du tableau avec le PC.

Pour commencer, la détection automatique des valeurs de gain proportionnelles-intégrales est présente. Elle fournit à l'utilisateur les valeurs de travail des constantes proportionnelles et intégrales du courant. Ensuite, l'utilisateur est en mesure de raffiner le réglage en imposant une phase de courant souhaitée puis en analysant la réponse transitoire directement dans l'interface utilisateur sans avoir besoin d'utiliser l'oscilloscope.

4. Démarrage amélioré

En veille, la position du rotor du moteur ne peut pas être détectée avec les algorithmes d'estimation ou d'observation. La détection de la position au moyen d'une injection de signal peut s'avérer aussi difficile dans certains cas et généralement très bruyant.

Ainsi, généralement un démarrage par réaction positive est nécessaire pour atteindre une vitesse minimum. À ce stade, les observateurs ou estimateurs peuvent fournir les résultats nécessaires et la boucle de vitesse peut être close.

Généralement, durant cette phase, le courant requis équivaut au courant maximum puisque le couple nécessaire est inconnu. Dans de nombreuses applications, un tel comportement n'est pas acceptable. Pour résoudre ce problème, Renesas a mis au point une nouvelle procédure complète de démarrage. Elle démarre le moteur avec un courant très faible si aucun couple n'est requis et régule automatiquement le courant conformément au couple nécessaire.

Ces améliorations mentionnées précédemment apportées au kit de commande moteur RX62T donne la possibilité aux ingénieurs de brancher et régler leur propre moteur en quelques minutes, offrant une optimisation du système efficace et rapide.