Couverture ElectroniqueS n°127

L'Américain International Rectifier vient de définir un jeu de circuits de commande de moteur permettant de porter le rendement de moteurs pour climatiseurs à la valeur exceptionnelle de 95 %. Alex Lidow, p-dg du fabricant américain de semiconducteurs de puissance International Rectifier, en est persuadé : ajouter des systèmes électroniques de variation de vitesse aux moteurs aujourd'hui, principalement « commandés » par un commutateur électromécanique, est bénéfique à la fois pour l'humanité, grâce aux substantielles économies d'énergie réalisées, et pour l'application en la dotant de fonctionnalités impossibles ou très chères à implanter autrement. Il reconnaît toutefois que ce type d'argument reste difficile à vendre, tant aux utilisateurs qu'aux concepteurs de systèmes. Les utilisateurs ne veulent en général pas payer plus cher, même pour des fonctionnalités supplémentaires, et les concepteurs d'applications, dont le vrai métier n'est pas l'électronique mais plutôt le savoir-faire autour de cette application, rechignent également à adopter des solutions techniques plus complexes dont la mise au point leur paraît fastidieuse et coûteuse. Pour faire tomber ces barrières, International Rectifier vient de mettre au point, sur la base de ses circuits de commande de moteur iMotion (voir EIH n° 539), un jeu de circuits complet, optimisé principalement pour la commande de moteurs de climatiseurs. Ce jeu de circuits réduit tout à la fois fortement le temps de conception de l'application et le nombre de composants nécessaires. Il ajoute des fonctionnalités avancées appréciables par l'utilisateur final et améliore fortement le rendement énergétique pour un coût modeste : 19,95 $ en volume de 100 000 pièces pour gérer 2 kW.Sans capteur de positionCôté applicatif, le circuit de commande de moteur comporte un bloc spécifique à la commande vectorielle sans capteur de position (MCE, voir encadré) qui se programme avec un outil graphique et un microcontrôleur qui permet d'exploiter pleinement les avantages de la vitesse variable. En effet, contrairement à un moteur fonctionnant en tout ou rien, les nuisances sonores d'un système à vitesse variable peuvent être adaptées en fonction du besoin de refroidissement et bénéficient d'une maîtrise du couple moteur (pour éviter les oscillations et les vibrations). La régulation en température peut être effectuée progressivement pour des raisons de confort (éviter des jets d'air glacé) ou de rendement thermique et la durée de vie de l'ensemble est fortement améliorée. Pour faciliter la mise au point des fonctionnalités avancées, un kit de développement logiciel est disponible avec interconnexion par port série avec le c&oelig;ur numérique afin d'avoir accès à tous les paramètres de fonctionnement et de pouvoir modifier les stratégies de commande propres à l'application. Ce jeu de circuits pourrait éventuellement être décliné pour d'autres applications ayant des ambitions en rendement similaires et des moteurs du même type.Une programmation d'asservissement entièrement graphiqueUn des points forts de la solution de commande de moteur d'International Rectifier réside dans le circuit numérique, qui associe à un microcontrôleur 8 bits/60 Mips pouvant héberger le code utilisateur un circuit de gestion de moteur programmable baptisé MCE (Motion control engine) et un circuit de mise en forme et numérisation des signaux analogiques. Contrairement aux DSP, initialement utilisés dans la commande de moteur, surtout pour les approches sans capteur de position, ce MCE ne se programme pas en langage de bas niveau. Il s'agit d'un circuit mixte entre une machine d'états et des blocs de fonctions implémentées en dur.Sa programmation se résume à indiquer dans une mémoire les différents blocs à utiliser, leur séquencement et les interconnexions entre les entrées des uns et les sorties des autres. Cette tâche est grandement simplifiée par un outil graphique présentant la bibliothèque de fonctions disponibles qu'il suffit de déplacer, relier et paramétrer à la souris sans avoir à effectuer de codage ou de véritable compilation. Le câblage en dur des fonctions, comme la rotation vectorielle, permet en outre, selon la société, d'aller aussi vite, voire plus vite, qu'un DSP cadencé à une fréquence de l'ordre du gigahertz, en effectuant une boucle d'asservissement à 20 kHz.

Un jeu de circuits explose le rendement du contrôle de moteur

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