Sujet :
- J'ai besoin d'un contrôleur pour mon moteur mais je ne sais pas comment choisir le bon.
Solution :
maxon propose principalement trois lignes de produits de contrôleurs différents :
-
EPOS4
Contrôleur de position, de vitesse ou de courant/couple
commandé par bus (CANopen®, EtherCAT®, USB, RS232)
-
ESCON2
Contrôleur de vitesse ou de courant/couple
commandé par des signaux E/S ou bus (CANopen®, USB, SCI)
- ESCON
Contrôleur de vitesse ou de courant/couple
commandé par de signaux E/S uniquement
Critères de sélection de la gamme de contrôleurs : EPOS4, ESCON2 ou ESCON ?
Il existe quelques questions principales auxquelles il convient de répondre dans un premier temps afin de déterminer quelle ligne de produits de contrôle est le bon choix pour une application donnée :
1.) Mode de fonctionnement ?
Contrôle de position => EPOS4 obligatoire !
Si l'arbre de sortie du moteur ou du réducteur, ou la charge qui y est attachée, doit être déplacé vers une position définie et maintenir cette position stable, un contrôleur de position est nécessaire. La ligne de produits EPOS4 est alors le seul bon choix.
- EPOS4 peut être utilisé comme contrôleur de position, de vitesse ou de courant/couple.
- Pour les modes de régulation « Position » et « Vitesse », il est impératif qu'un capteur de retour (par ex. capteurs à effet Hall, encodeur) soit monté sur l'arbre du moteur !
Remarques : - Le mode de contrôle « Courant / Couple » est possible sans capteur dans le cas d'un moteur à courant continu à balais.
- Dans le cas d'un moteur BLDC (= sans balais), un capteur de retour est toujours nécessaire, quel que soit le mode de fonctionnement. Le capteur est nécessaire pour la détection de la position du rotor et la commutation des enroulements.
- ESCON2 et ESCON n'offrent que le « contrôle de vitesse » et le « contrôle de courant/couple “, mais pas de ”contrôle de position » ni de retour d'information sur la position.
2.) Commutation de l'enroulement du moteur BLDC
La « commutation en bloc » entraîne une ondulation du couple de 14% dans chaque cycle de commutation. Le FOC (= commutation sinusoïdale) n'a pas une telle ondulation de couple en théorie (et une ondulation assez faible en pratique). Dans le cas d'une application exigeant un fonctionnement souple du moteur avec une moindre ondulation du couple, il est recommandé de choisir un contrôleur et un capteur de retour qui permettent la FOC (= commutation sinusoïdale). En outre, il est recommandé de choisir un moteur sans fer (c'est-à-dire sans EC-i ou EC-flat) pour se débarrasser du couple de cogging du moteur.
- EPOS4 :
-
Commutation de bloc
dans le cas d'un moteur BLDC avec capteurs à effet Hall uniquement. -
FOC (= commutation sinusoïdale)
dans le cas d'un moteur BLDC avec capteurs Hall + codeur incrémental ou codeur absolu SSI.
- ESCON2 :
-
Toujours FOC (= commutation sinusoïdale)
indépendamment du type de capteur de retour. FOC est même actif s'il n'y a que des capteurs à effet Hall.
- ESCON :
-
Toujours commutation en bloc
indépendamment du type de capteur de retour.
3.) Interface de commande ?
Commande par bus => EPOS4 ou ESCON2 obligatoire !
Si votre système exige la commande du contrôleur de moteur par une interface de bus, l'EPOS4 ou l'ESCON2 peuvent être utilisés en fonction de l'interface de bus requise et du mode de fonctionnement (comme expliqué ci-dessus au point 1.).
Remarques :
- EPOS4 et ESCON2 :
- L'échange de données entre EPOS4 et ESCON2 est basé sur les protocoles standardisés CiA301® « Application layer and communication profile » et CiA402® « CANopen device profile for drives and motion control ».
- EPOS4 :
- L'EPOS4 peut être commandé et échanger des données via son interface USB, RS232, CANopen® ou EtherCAT® en option.
- Dans le cas d'un « contrôle de vitesse » ou d'un « contrôle de courant/couple », une valeur de consigne analogique et une entrée d'activation/désactivation peuvent également être utilisées en lieu et place de la commande par le bus. Il n'y a pas de fonctions disponibles pour mapper les données de retour (par exemple la vitesse, le courant, l'état, ...) sur les sorties analogiques. Toutes les données de retour doivent être échangées via le système de bus.
- La configuration, le réglage de la régulation, la mise en service initiale et les tests peuvent être effectués à l'aide du logiciel PC gratuit "EPOS Studio » de maxon.
- Des bibliothèques logicielles sont disponibles pour commander l'EPOS4 via des systèmes Windows ou Linux (p. ex. PC, Raspberry Pi) à l'aide d'USB, de RS232 ou de CAN.
- Il existe une documentation complète pour l'intégration de l'EPOS4 dans les outils de gestion du système EtherCAT des PLC typiques (comme la bibliothèque TwinCAT + NC de Beckhoff ).
- ESCON2 :
- L'ESCON2 peut être entièrement commandé via des signaux d'entrée/sortie analogiques et numériques et des fonctions mappées sélectionnées, ou il peut être commandé et échanger des données via son interface CANopen®, USB ou SCI.
- La configuration, le réglage de la régulation, la mise en service initiale et les tests peuvent être effectués à l'aide du logiciel PC gratuit "Motion Studio » de maxon.
- ESCON :
- L'ESCON doit être entièrement commandé par des signaux d'E/S analogiques ou numériques et des fonctions mappées sélectionnées.
- L'interface USB de l'ESCON ne peut être utilisée que par les logiciels « ESCON Studio » ou « Motion Studio » de maxon pour la configuration, le réglage des paramètres et les tests lors de la première mise en service.
- Il n' y a pas de spécification de protocole et pas de bibliothèque logicielle ou de possibilité d'échanger des données avec un ESCON par USB. Le port USB de l'ESCON ne peut pas être utilisé par des outils tiers ni par un logiciel d'application développé à partir de contrôleurs de premier niveau.
4.) Interface de feedback du capteur
Le mode de fonctionnement et le type de contrôleur ont un impact sur les exigences relatives aux capteurs :
- La « régulation de vitesse » (EPOS4, ESCON2) ou la "régulation de position » (-> EPOS4) exige des capteurs de retour.
- Dans le cas d'un « contrôle de vitesse » d'environ 100 tr/min ou d'un « contrôle de position », il est recommandé d'utiliser un codeur d'au moins 500 cpt.
->« Quelle résolution d'encodeur choisir ? » - Dans le cas d'un codeur et surtout d'un « contrôle de position », il est fortement recommandé de choisir un type de codeur avec des types de signaux différentiels (parfois également appelé RS422 ou « avec Line Driver »).
- "Le contrôle du courant et du couple d'un moteur à courant continu à balais est possible sans capteur dans le cas d'un EPOS4, d'un ESCON2 ou d'un ESCON.
- Seul le « Module ESCON 50/4 EC-S » (P/N : 446925) peut faire fonctionner des moteurs BLDC sans aucun capteur, mais son applicabilité dépend toujours du moteur et des points de travail requis.
-> « ESCON EC-S : Applications et restrictions de la commande sans capteur »
Vue d'ensemble des capteurs nécessaires en fonction du type de contrôleur sélectionné :
- EPOS4 : Capteurs requis (alternatifs)
- Capteurs à effet Hall
- Encodeur incrémental
Dans le cas d'un moteur BLDC (= EC), des capteurs à effet Hall sont également nécessaires. - Codeur absolu SSI
Dans le cas d'une combinaison de moteurs maxon avec un codeur SSI, il n'y a pas besoin de capteurs Hall car le codeur est monté en usine dans une position définie du rotor. - Exception :
Aucun capteur n'est nécessaire en cas de « contrôle du courant / du couple » d'un moteur à courant continu à balais. - ESCON2 : Capteurs requis (alternatifs)
- Capteurs à effet Hall
- Codeur incrémental
Dans le cas d'un moteur BLDC (= EC), des capteurs Hall sont requis en plus. - Exception :
Aucun capteur n'est nécessaire en cas de « contrôle du courant / du couple » d'un moteur CC à balais. - ESCON : Capteurs requis (alternatifs)
- Capteurs Hall
- Codeur incrémental
Dans le cas d'un moteur BLDC (= EC), des capteurs à effet Hall sont également nécessaires. - Tachymètre C.C.
- Exceptions :
Aucun capteur n'est requis en cas de contrôle en boucle ouverte d'un moteur CC à balais.
Aucun capteur n'est requis en cas de « Module ESCON 50/4 EC-S » (pour les moteurs BLDC).
5.) Additional criterias to select the concrete controller's product type:
Dès que la famille de produits du contrôleur (EPOS4, ESCON2, ESCON) a été clarifiée, le contrôleur concret peut être sélectionné sur la base des détails de votre combinaison de moteurs utilisée, des points de travail requis du moteur (c'est-à-dire la plage de vitesse / de couple), et des exigences spécifiques du système ou de l'installation, par exemple ...
-
Tension d'alimentation requise pour répondre aux exigences de vitesse du moteur de l'application
voir ici : Quelle tension d'alimentation est nécessaire pour un contrôleur ? - Le courant requis pour le moteur (ou le courant nominal de sortie du contrôleur) pour répondre aux exigences de couple de l'application.
-
Type de codeur utilisé
Vérifiez que le type de codeur de votre combinaison de moteurs est compatible avec l'interface de codeur ou de capteur du contrôleur. - Type de conception électronique préféré, c'est-à-dire module, compact, boîtier.
Résumé
Principaux signes distinctifs des lignes de produits EPOS4, ESCON2 et ESCON controller :
-
EPOS4
- Différentes interfaces de bus : USB, RS232, CANopen®, EtherCAT® en option
- Contrôle de la position, de la vitesse et du courant/couple
- FOC (= commutation sinusoïdale) pour les moteurs EC avec encodeur
-
Logiciel maxon « EPOS Studio » pour la première mise en service
p. ex. configuration du moteur, du capteur, des E/S et de la régulation automatique, tests, enregistrement des données. - Un contrôleur maître (par ex. PLC, PC, Raspberry Pi) est obligatoire pour commander l'EPOS4 par bus.
- L'EPOS4 est un esclave de contrôle de mouvement basé sur CiA402® (= « CANopen device profile for drives and motion control »).
Modes de fonctionnement pris en charge : PPM, PVM, HM, CSP, CSV, CST -
Commande par entrée analogique uniquement possible pour le contrôle de la vitesse et du courant :
-> EPOS4 / IDX : Commande de valeur de consigne analogique
Restriction : La commande de position ne peut être commandée que par le bus. - Documentation complète sur le « dictionnaire d'objets » et les structures de commande de l'EPOS4.
- Bibliothèques logicielles pour les systèmes Windows et Linux (p. ex. PC, Raspberry Pi)
- Notes supplémentaires :
La présence d'un capteur de retour est obligatoire pour le contrôle de la vitesse et de la position.
L'utilisation d'un encodeur (avec au moins 500 cpt.) monté rigidement sur l'arbre du moteur (par exemple comme une combinaison de moteur maxon) est fortement recommandée pour le « contrôle de la vitesse » en dessous de 100 rpm et le « contrôle de la position ».
-
ESCON2
- Différentes interfaces de bus : CANopen®, USB, SCI
-
Contrôle de la vitesse et du courant/couple uniquement
Pas de contrôle de position ni de retour d'information sur la position -
Toujours FOC (= commutation sinusoïdale) des moteurs BLDC
Indépendamment de la présence d'un encodeur ou de simples capteurs à effet Hall -
Logiciel maxon « Motion Studio» pour la mise en service initiale
p. ex. configuration du moteur, du capteur, des E/S et de la régulation automatique réglage, test, enregistrement des données -
Commande par signaux analogiques (par ex. +/-10V) et/ou numériques d'E/S
Différentes fonctions prédéfinies peuvent être liées aux états des signaux d'E/S. -
Commande par bus (CANopen®, USB, SCI)
Esclave de contrôle de mouvement basé sur CiA402® (= «CANopen device profile for drives and motion control»).
Modes de fonctionnement pris en charge : PVM, CSV, CST, IOVM, IOCM -
Documentation complète sur le dictionnaire d'objets ESCON2 et les structures de contrôle / algorithmes.
-
ESCON
- Contrôle de la vitesse et du courant/couple uniquement
- Commutation de bloc uniquement (c'est-à-dire pas de FOC pour les moteurs BLDC)
-
Logiciel maxon «ESCON Studio» ou «Motion Studio» pour la mise en service initiale
p. ex. configuration du moteur, du capteur, des E/S et réglage automatique, essais, enregistrement des données -
Commande par signaux d'E/S analogiques (par exemple +/-10V) ou numériques uniquement.
Différentes fonctions prédéfinies peuvent être liées aux états des signaux d'E/S. -
Restrictions :
Pas de commande via USB, pas de bibliothèques logicielles, pas de spécification de protocole USB.
Pas de documentation sur les structures de contrôle internes et les algorithmes de contrôle.
Remarques générales / références croisées :
- Pour une vue d'ensemble plus détaillée des données spécifiées du contrôleur, veuillez consulter la section « Motor & motion control » du catalogue maxon:
-> http://epaper.maxongroup.fr - Vous trouverez ici le lien vers le site Internet de chaque type de produit et le tableau des caractéristiques de la ligne de produits:
-> http://escon.maxongroup.fr (couvre l'ESCON2 et l'ESCON)
-> http://epos.maxongroup.fr
Points de contact pour un conseil personnalisé par les ingénieurs maxon :
- Points de contact pour un conseil personnalisé par les ingénieurs maxon :
Si vous souhaitez un conseil personnalisé sur le choix des produits et les possibilités d'application, par téléphone ou en personne, veuillez contacter l'un des bureaux locaux de maxon (-> cliquez sur « Global » dans la section « Un réseau mondial »). -
N'hésitez pas non plus à envoyer une demande au Support Center pour discuter des exigences techniques de votre application et du choix de contrôleur recommandé.
Veuillez également prendre connaissance des vidéos de formation et de sélection disponibles ici :
Support Center / Documents de formation / Vidéos de sélection de produits
Commentaires
0 commentaire
Cet article n'accepte pas de commentaires.