Sujet :
Il y a parfois une discussion sur la raison pour laquelle le courant du moteur rapporté par le contrôleur de moteur diffère fortement du courant rapporté par l'alimentation. Cela semble surprenant pour beaucoup d'utilisateurs, surtout parce que le courant du moteur est souvent beaucoup plus élevé que le courant d'entrée du contrôleur de moteur.
Quel est le secret de cette différence et quelle est la valeur de courant correcte ?
Solution :
L'étage de puissance d'un contrôleur de moteur est comme un convertisseur de puissance ou une sorte de transformateur électronique. Cela signifie que vous devez comparer la puissance d'entrée (= "Tension d'alimentation" x "Courant d'entrée") fournie par l'alimentation avec la puissance de sortie (= "Tension du moteur" x "Courant du moteur") fournie au moteur par l'étage de puissance du contrôleur de votre moteur. Si vous vous contentez de comparer le "courant d'entrée" et le "courant du moteur", cela est trompeur et n'a aucune signification.
L'étage de puissance des contrôleurs de moteur modernes (comme l'ESCON, l'EPOS ou le MAXPOS de Maxon) est basé sur une tension moteur contrôlée par MLI (= Modulation de Largeur d'Impulsions, en anglais : PWM ). La tension du moteur est activée et désactivée à une fréquence élevée (typiquement 50 à 100 kHz) par la logique de la commande du moteur. Le temps de mise sous tension (= le "rapport cyclique MLI") à l'intérieur de chaque cycle MLI (de 0,01 ms pour 100 kHz) détermine le niveau actuel de la tension du moteur. La tension du moteur qui en résulte peut varier entre 0V et presque la tension d'alimentation dans les deux sens. La tension du moteur (resp. le rapport cyclique MLI) est ajustée dans chaque cycle de contrôle de courant (de typ. 0.1 - 0.01 ms) du contrôleur de moteur selon le point de fonctionnement actuellement demandé (i.e. vitesse et couple) du moteur. Sur la base de l'équation de puissance, cela signifie que le courant du moteur peut être (et sera généralement) beaucoup plus élevé que le courant d'entrée du contrôleur de moteur. La raison en est que la tension du moteur adaptée en permanence par MLI (en fonction de la vitesse et du couple) est inférieure à la tension d'alimentation fixe (d'une batterie ou d'une alimentation électrique).
Formule de conversion de puissance :
Schéma du système :
Mesure de la puissance du moteur par l'EPOS4 ou l'IDX :
Veuillez consulter le document suivant du Centre de Support pour trouver des informations sur la façon dont toutes les données pertinentes (tension d'alimentation, courant du moteur, rapport cyclique MLI) peuvent être accédées par les objets d'un EPOS4 ou d'un IDX et comment la puissance électrique du moteur peut être calculée sur cette base :
-> EPOS4 / IDX: Calculation of the electrical motor power
Conclusion / A retenir :
- Le "courant d'entrée" du contrôleur de moteur (= courant de sortie de l'alimentation ou de la batterie) n'est PAS égal au "courant du moteur" !
- Le courant d'entrée du contrôleur de moteur indiqué par l'alimentation est correct.
- Le courant du moteur mesuré et rapporté par le contrôleur de moteur est correct.
- Il n'est pas possible de comparer directement ces deux valeurs de courant car la tension d'alimentation et la tension du moteur sont différentes !
- L'équation de puissance compte : PEl.Motor = PInput - PElectronics
- La tension du moteur est toujours inférieure à la tension d'alimentation.
- La tension du moteur varie en permanence à une fréquence élevée et dépend de la vitesse et de la force contre-électromotrice du moteur.
- Le courant du moteur est généralement beaucoup plus élevé que le courant fourni par l'alimentation ou la batterie.
Référence croisée :
- Power conversion in PWM power stages
- Motor current measurement in case of a PWM power amplifier
- What is the power consumption of a controller?
- EPOS / IDX: Checking the motor current draw
- EPOS4 / IDX: Calculation of the electrical motor power
- ESCON: Checking the motor current draw
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