Un entraînement électrique (souvent appelé contrôleur électrique) est un dispositif utilisé pour contrôler la sortie d'un moteur utilisé, par exemple, pour produire un mouvement linéaire. L'entraînement contrôle avec précision la sortie du moteur et la réponse du moteur par rapport à une entrée de contrôle.

Qu'est-ce qu'un moteur électrique ?

Un entraînement électrique (souvent appelé contrôleur électrique) est un dispositif utilisé pour contrôler la sortie d'un moteur utilisé, par exemple, pour produire un mouvement linéaire dans un actionneur électrique. Dans notre article sur les moteurs électriques, nous avons fait référence au mécanisme de retour d'un servomoteur, représenté schématiquement ci-dessous.

Le variateur contrôle avec précision la sortie du moteur et la réponse du moteur par rapport à une entrée de contrôle (nset dans le schéma ci-dessus).

Comment fonctionne un moteur électrique ?

L'alimentation en courant alternatif à fréquence fixe est redressée pour fournir un signal continu ; celui-ci est ensuite lissé et des circuits assurent le découplage des étages d'entrée et de sortie, comme indiqué ci-dessous.

L'étage de sortie utilise des transistors à bijonction à porte isolée (IGBT) commandés par logiciel pour commuter et fournir une alimentation CA triphasée à fréquence variable au moteur. Pour comprendre l'étage de sortie plus en détail, nous pouvons nous référer au circuit équivalent suivant.

Dans le circuit, les IGBT sont représentés par les commutateurs 1 à 6 ; une prise centrale de chaque colonne de commutateurs est connectée à une phase individuelle des enroulements du moteur. Dans le schéma, les commutateurs 5 et 4 sont fermés, ce qui fait passer le courant dans les phases W et V. Dans le mode de fonctionnement suivant, les commutateurs 5 et 4 peuvent s'ouvrir et les commutateurs 3 et 2 se fermer, ce qui fait passer le courant dans les phases V et U. Le logiciel contrôle l'ouverture et la fermeture successives des commutateurs et la durée de chaque étape ; cela crée une modulation de largeur d'impulsion.

La largeur d'impulsion variable simule effectivement une forme d'onde CA telle qu'elle est perçue par la charge des enroulements du moteur ; par exemple, en A dans le diagramme ci-dessus, une largeur d'impulsion de '0' entraînera une tension nulle dans les enroulements, alors qu'en B, la tension maximale sera appliquée.

Comment sélectionner une motorisation électrique ?

Le variateur doit être capable d'alimenter et de commander le moteur qui, à son tour, sera adapté aux exigences d'une application.

La tension, la puissance nominale et le courant de pleine charge du moteur doivent tous être adaptés ; toute exigence de surcharge doit être prise en compte, par exemple si un couple plus élevé est nécessaire au démarrage.

Le feedback et toute exigence d'entrée/sortie (I/O) doivent être pris en compte

Les protocoles de communication - par exemple CANOpen, Profibus, etc. - et la température de fonctionnement doivent être pris en compte et, par conséquent, la nécessité d'une ventilation ou d'un refroidissement forcé.

Types d'entraînement électrique

Les variateurs devront contrôler des moteurs à courant continu ou alternatif, monophasés ou triphasés. Différentes variantes seront nécessaires, en fonction des paramètres mentionnés ci-dessus - par exemple, la tension.

Les entraînements peuvent également être classés en entraînements à moteur unique, à groupe et à plusieurs moteurs. Les entraînements à moteur unique sont les plus simples et sont souvent utilisés dans les appareils ménagers ; les entraînements à groupe se prêtent à une utilisation dans des systèmes plus complexes et les entraînements à plusieurs moteurs sont utilisés dans des applications lourdes ou à moteurs multiples.

Ai-je besoin d'autre chose pour faire fonctionner les moteurs électriques ?

Un câblage sera nécessaire pour l'alimentation et les signaux de commande du moteur, ainsi qu'une alimentation appropriée pour le fonctionnement du variateur lui-même.

Il est bon d'avoir des fusibles d'entrée pour la protection ; si les EMI sont un problème potentiel, des filtres peuvent être intégrés dans le circuit. Un ventilateur de refroidissement, avec une ventilation appropriée, sera nécessaire si des températures de fonctionnement élevées sont rencontrées.

Selon les exigences de l'application, un frein dynamique est disponible.

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