2 fr moteurs
Post on 20-Oct-2015
36 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
2. Moteurs petite puissance page 1Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
2. Moteurs puissance faible design, comportement
moteurs DC moteurs EC
Sminaire, maxon motor ag 2008
But de ce chapitre Quels ont les diffrences principales entre les moteurs
DC, EC et pas pas? Quand utiliser des balais en graphite ou en mtaux
prcieux? Qu'est-ce que c'est la commutation lectronique? Et
quelles sont les variantes? Que signifient les caractristiques moteur? Quelles sont
les tolrances?
But: Slection des moteurs.
-
2. Moteurs petite puissance page 2Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Partie 1: moteurs DC moteur DC conventionnel moteur DC type maxon sans fer
programmes moteur DC maxon balais en graphite et mtaux prcieux
moteur DC conventionnelconnexions lectriques
carcasse (chemin magn.)
bobine
collecteursystme de balais
noyau en fer
aimant permanent(externe)
-
2. Moteurs petite puissance page 3Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Moteur DC maxon sans fer: RE 30
connexions lectriques
bride
carcasse (chemin magn.)
disque collecteur
arbre
bobinage
balais en graphite
Permanent-aimant
collecteur
roulement billes
annaux de scurit
porte balais et couverture arrire
annaux de scurit
roulement billes
Avantage sans fer: aucune couple magntique rsiduel
ne pas de dents magntique, qui sont attirs par l'aimant permanent
rotation rgulire mme des petites vitesses
moins de vibrations et bruits
chaque position du rotor peut tre rgle facilement
sans non-linarits dans le rglage
-
2. Moteurs petite puissance page 4Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Avantage sans fer: sans pertes de fer sans fer sans pertes de fer magntisation constante haut rendement, jusqu' plus de 90% faible courant vide, typique < 50 mA ne convient pas pour les moteurs EC
aucune saturation dans le noyau en fer possible Mme des courants levs le couple produit est
strictement proportionnel au courant moteur. aimants plus forts = moteurs plus forts
Avantage sans fer: inductivit faible moins de feu de balais
commutation: fermer et ouvrir un contact sur une charge inductive
dure de vie leve moins de perturbations lectromagntiques plus facile dcontaminer:
condensateur entre les contacts lectriques noyau en ferrite sur le cble
trs court temps de raction du courant problmatique pour une alimentation par impulsions
(self de lissage ncessaire)
-
2. Moteurs petite puissance page 5Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Avantage sans fer: construction compacte construction efficace du circuit
magntique(mme si le "air gap" est plus grand) aimant compact au centre relation leve puissance par volume
faible inertie du rotor cylindre creux vs cylindre plain trs haute dynamique temps d'acclrations typiques: 5 50 ms
Familles moteur DC maxon programme RE
puissance optimis moteur DC de qualit avec aimant en NdFeB vitesses et couples levs
A-max rapport prix-puissance avantageuse moteur DC avec aimant en AlNiCo
RE-max performance entre RE et A-max
programme F, A moteurs d'ancienne construction
6 - 75mm
12 - 32mm
13 - 29mm
-
2. Moteurs petite puissance page 6Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Systmes de commutations DC
mtaux prcieux idal pour des courants et des
tensions les plus faibles rsistance lectrique du balais
et du contact trs faible (50m) lubrification spciale CLL pour une dure de vie
augmente
graphite idal pour des courants levs balais avec cuivre pour rduire la rsistance
lectrique du balais et du contact graphite sert comme lubrifications systme de ressort pour la prcharge
Commutation DC: caractristiquesgraphite idal pour des courants levs et
des pics de courant idal pour l'opration start-stop pour des moteurs plus grands (
partir de 10W environ)
friction et courant vide plus hauts ne convient pas aux petits
courants plus de bruits missions lectromagntiques
leves plus coteux
mtaux prcieux idal pour des courants et des
tensions les plus faibles idal pour l'opration en continue pour des moteurs plus petits friction trs faible moins de bruit faible missions lectromagn. prix avantageux
ne convient pas aux courants levs et aux pics de courant
ne convient pas l'opration start-stop
-
2. Moteurs petite puissance page 7Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Partie 2: Moteurs EC
moteur EC 2 plesrotor intrieur
moteur EC plat multiplerotor extrieur
commutation lectronique avec capteurs effet Hall sans capteur commutation sinusodale
Moteur DC brushless en bref noms: moteur EC, moteur DC brushless comportement comme moteur DC
construction similaire un moteur synchrone (3 phases du bobinage, aimant rotatif)
alimentation des phases selon la position du rotor avantages principales: dure de vie, hautes vitesses bobinage sans fer
avantages similaires come moteurs DC sans fer aucun couple magntique rsiduel peut de vibrations
devient de plus en plus attractif lectronique plus petite et moins coteuse
-
2. Moteurs petite puissance page 8Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
moteur EC maxon / moteur DC brushless
connexions lectriques bobinage et capteurs Hall
carcasse
print avec capteurs effet Hall
arbre
bobinage maxon 3 phases
aimant de contrle
chemin magntiquelamination en fer
rotor (aimant permanent)
annaux d'quilibrage
roulement billes prcharg
Moteurs EC: Ce qui est en commun connexions lectriques
3 bobinage, 5 capteurs effet Hall roulements
roulements billes prchargs aimant permanent tournant
aimant en NdFeB (rarement SmCo) bobinage au niveau stator
systmes de bobinages diffrents: standard, "knitted", avec noyau en fer
-
2. Moteurs petite puissance page 9Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Familles des moteur EC maxon moteur EC maxon
vitesses et couples levs EC-max
rapport prix-puissance avantageux puissance non-optimis: relativement beaucoup
de couple vitesses jusqu' 12000 min-1 environ
EC-powermax puissance optimis: beaucoup de couple vitesses jusqu' 25000 min-1
EC moteur plat rapport prix-puissance trs avantageux vitesses jusqu' 12000 min-1 environ relativement beaucoup de couple
Pertes de fer Origine: Aimant permanent tournant pertes d'hystrse
magntisation permanente du chemin magntique pertes par courants de Foucault
produites par le champs magntique tournant mesures
chemin magntique lamin, matriels spciaux rsultat: chauffage additionnel
des vitesses leves moins de courant est disponible pour produire du couple
voir diagramme plage d'utilisation
-
2. Moteurs petite puissance page 10Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Systmes de commutation lectronique
bloc sinus
avec capteur Hall
type comm.
position du rotor
lectronique externe
codeur (+ capt. Hall)sans capteurs
DEC famille DESAECS 35/3
EPOS
But en commun: appliquer le courant pour produire le couple max. orientation relative perpendiculaire des champs
- du rotor (aimant permanent)- et du stator (bobinage)
position du rotor vis--vis du bobinage ncessaire
Commutation en blocposition du rotor partir
des signaux des capteurs effet Hall
1 1 0 0 0 1 10 1 1 1 0 0 00 0 0 1 1 1 0
capteur effet Hall
aimant de commande
0 60 120 180 240 300 360angle de rotation
-
2. Moteurs petite puissance page 11Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Commutation en bloc+
_
commutation lectronique
tage de puissance (MOSFET)
EC moteur (aimant, bobinage, capteur)
feedback position rotor
cH3
cH2
cH1
logi
que
de
com
mu
tatio
nphase 1
phase 2
phase 3
Moteur EC multipole: commutation
15
-
2. Moteurs petite puissance page 12Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Commutation en bloc 1 1 0 0 0 1 10 1 1 1 0 0 00 0 0 1 1 1 0
0 60 120 180 240 300 360
moteur avec 1 paire de ple position prcis sur 60 commutation tous les 60
moteur avec n paires de ple position prcis sur 60/n commutation tous les 60/n
courants de phase en forme bloc ondulation de couple ondulation de vitesse vibrations
dtection de la position du rotor sans capteurs additionnels mesurer la tension induite (FEM)
point neutrepassage zro de la FEMretard de 30difficile des vitesses basses
Commutation en bloc sans capteurs
RR
R
FEM
0 60 120 180 240 300 360
FEM
impulsionrtrograde
commutation sans capteurs seulement pour opration en
continu des vitesses leves
dmarrage spcial comme les moteurs pas pas
-
2. Moteurs petite puissance page 13Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
point neutre virtuel point neutre virtuel dans l'lectronique couplage en toile ou en triangle
Commutation en bloc sans capteurs
FEM~1k
~1k
lectroniquecommutation sans capteurs
YYYY
RR
R
~1k
R
R
R
Commutation sinusodaleposition du rotor doit tre connue prcisment typiquement 2'000 points par tour codeur avec 500 impulsions
(capteur effet Hall pour le dmarrage: position absolue)
courant dans les phases sinusodale dcalage des phases: 120 similaire un moteur synchrone
avec frquence variable
Commutation sinusodale pour une vitesse homogne mme des vitesses faibles
-
2. Moteurs petite puissance page 14Sminaire, 2008 by maxon motor ag, 2008
Comparaison: moteurs DC et ECmoteur DC opration et commande
simples, mme sans lectronique
sans parts lectroniques dans le moteur
dure de vie limite par la commutation
vitesse limite par la commutation
moteur EC dure de vie et vitesses
leves roulements billes prchargs
sans tincelles
pertes de fer dans le chemin magntique
besoin d'lectronique plus de cbles, connexions plus cher
parts lectroniques au moteur (capteurs effet Hall)
top related