Contrôleurs maxon : Signification du niveau "Basse température" ?

Sujet :

• Quelle est la signification ou l'impact de la valeur spécifiée pour le fonctionnement à "basse température" des contrôleurs de moteur (ou de l'électronique en général) ?
• Que se passe-t-il si la température ambiante du système est inférieure à la valeur de "fonctionnement à basse température" spécifiée pour le contrôleur (par exemple, -30°C pour la plupart des contrôleurs) ?
• La limite de basse température est-elle vérifiée par un capteur de température qui déclenche un état d'erreur ?
• La valeur spécifiée peut-elle être abaissée davantage par une modification du micrologiciel ?

Principes de base :

La limite de température basse spécifiée des régulateurs maxon (typ. -30°C) n'est pas vérifiée par un capteur qui déclenche un état d'erreur ou bloque la fonctionnalité du régulateur. Il s'agit d'un "dysfonctionnement" dû au fait que certains composants électroniques ne fonctionnent plus de manière fiable en dessous de la limite de "température de fonctionnement" spécifiée. Un tel "dysfonctionnement" peut typiquement être observé si le contrôleur doit démarrer après une période de mise hors tension et d'exposition à une température environnementale inférieure à sa valeur "basse température". Dans la plupart des cas, le contrôleur (et son processeur) ne pourra pas démarrer du tout. Il n'y a pas non plus d'indication d'un état d'erreur ou d'une communication possible dans un tel état. Le contrôleur semble "mort".

• Toute limite de "basse température" spécifiée est due à la température nominale des composants électroniques. En dessous de cette limite de température, le fonctionnement correct et fiable des composants électroniques n'est plus garanti.
  
  • Les composants électroniques (quartz, convertisseurs DC/DC, processeurs, ...) peuvent ne pas fonctionner correctement (ou pas du tout) en dessous de leur limite de basse température spécifiée (qui est généralement de -30°C pour les composants électroniques standard et la plupart des processeurs).
  • Un problème typique est que le quartz peut ne plus démarrer, ce qui a pour conséquence que tous les autres composants cadencés (tels que le processeur) ne fonctionnent pas non plus, c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'affichage d'erreur ou d'état et, en principe, aucun traitement de données, contrôle et communication n'est possible. Le contrôleur apparaît comme "gelé" au sens propre du terme.
    
    
• Si une limite de température basse de -30°C est spécifiée, le "dysfonctionnement" ou le blocage du démarrage de l'électronique peut se produire à -31°, -32°, -35° ou à n'importe quelle température inférieure.
  
  • Le dysfonctionnement n'est pas lié à une valeur de température précise et discrète. Il dépend également des tolérances des composants.
  • Le bon fonctionnement du contrôleur de moteur en dessous de sa limite de "basse température" spécifiée n'est plus garanti.
  • Dans le cas d'une limite de température basse spécifiée à -30°C, le contrôleur peut tomber en panne à -35°C ou à -40°C au plus tard, mais il peut également tomber en panne à -31°C. La seule plage de température de fonctionnement "sûre" est donc de -30°C ou plus.
    
    
• Il n'est pas possible d'affecter simplement une conception de contrôleur existante à une plage de température de fonctionnement inférieure (par exemple, -40°C au lieu de -30°C). Toute exigence de température inférieure implique une nouvelle conception de l'électronique et l'utilisation de composants spécialisés spécifiés pour fonctionner à des températures ambiantes basses (par exemple -45°C).
  
  • Il n'existe qu'un choix assez limité de composants destinés à fonctionner à des températures très basses. La plupart des composants électroniques et des matières plastiques (par exemple, les connecteurs ou les diodes électroluminescentes) sont conçus pour fonctionner à -30°C.
  • Les plastiques des connecteurs et des DEL ou des interrupteurs DIP, mais aussi les boîtiers des composants électroniques, se fragilisent en cas de températures ambiantes très basses, c'est-à-dire que ces composants tombent en panne s'ils sont exposés à des températures très basses pendant une période prolongée.
  • S'il existe une demande pour des températures ambiantes inférieures à -30°C, il faut souvent utiliser des contrôleurs et des composants électroniques spéciaux basés sur des spécifications "militaires". Le choix de ces composants est beaucoup plus limité et leur prix est beaucoup plus élevé que celui des produits de catalogue standard.

Conclusion :

La limite basse spécifiée pour la "température de fonctionnement" ne peut être abaissée davantage par une configuration de paramètres ou une modification du micrologiciel. Une telle exigence implique une nouvelle conception électronique adaptée et l'utilisation de composants électroniques spécifiques pour la plage de température inférieure requise.

Conseil pratique :

Si la température ambiante est inférieure à -30°C mais que le contrôleur est conçu pour fonctionner à -30°C, le contrôleur de moteur (par exemple ESCON ou EPOS4) doit être légèrement réchauffé jusqu'à sa plage de basse température spécifiée avant d'être mis sous tension. Cela peut être possible grâce à un tapis chauffant environnant.

• Une fois que le démarrage a bien fonctionné (grâce à un chauffage "externe"), l'électronique continuera à fonctionner dans la plupart des cas, même si le chauffage externe est désactivé. La chaleur générée par les composants électroniques pendant le fonctionnement est souvent suffisante pour les maintenir "en vie" même si la température ambiante reste de 5 à 10°C en dessous de la limite inférieure spécifiée par le contrôleur pour la "température - fonctionnement".
  
  
• À basse température ou lorsque la température ambiante varie fortement, de l'humidité de condensation peut se former sur les composants chauds (= électronique) et entraîner des courts-circuits et des dysfonctionnements. Dans ce cas, un revêtement conforme de l'électronique est nécessaire pour réduire le risque de courts-circuits causés par l'humidité (de condensation).y.