Guide Motion Control du GIMELEC - Ministère de l'Éducation ...

4- La conversion de puissance
4-1- Les variateurs
Figure 95 Établissement du courant avec une
commande MLI
montée du courant et d’augmenter les performances de couple et de vitesse.
La figure 95 représente cette technique. Dans notre exemple, la tension
appliquée est maintenue au double de la tension nominale, jusqu’à
l’obtention du courant nominal, puis le rapport cyclique de la MLI est ramené
à 1/2. Pour simplifier la figure, l’ondulation du courant n’est pas représentée.
Fonctions de régulation, de protection et de sécurité
réalisées par les variateurs
Le variateur réalise trois fonctions liées à l’axe qu’il contrôle :
■■la fonction de régulation,
■■la fonction de protection,
■■la fonction de sécurité.
La fonction de régulation
Hormis les variateurs pour moteurs pas-à-pas, la plupart des variateurs
fonctionnent en boucle fermée appelée aussi boucle de régulation. Ce procédé
permet d’obtenir des systèmes de contrôle du mouvement capables
de réagir à une perturbation extérieure et de maintenir une valeur imposée.
On obtient ainsi la rapidité de réponse, la stabilité et la précision, car il
devient possible de réduire l’erreur à une valeur négligeable.
En contrepartie, la régulation en boucle fermée impose la présence de capteurs
pour disposer des informations en temps réel des états du système à
contrôler.
Le moteur sera donc équipé d’un codeur permettant d’obtenir la vitesse et
la position ainsi que la position d’origine si ce dernier incorpore cette fonction.
Le variateur disposera également d’une mesure du courant dans la
machine.
La précision dépendra essentiellement de la résolution des capteurs, c’està-dire
de leur capacité à détecter la plus petite variation. Un capteur délivrant
4096 points par tour permettra une résolution meilleure que 1,5 minute
d’arc.
Certaines informations sont fournies sous forme analogique. C’est le cas en
particulier de la mesure de courant. Pour être exploitées, ces informations
sont converties en signaux digitaux par des convertisseurs analogiques /
digitaux. Du nombre de bits de conversion (10 à 12 dans la pratique) découle
la précision de la régulation.
La structure usuelle est la régulation cascade où sont contrôlées toutes les
dérivées successives de la grandeur principale à asservir. Le contrôle des
dérivées successives permet d’obtenir la stabilité du système.
Dans le contrôle du mouvement, cette grandeur est la position de l’axe que
l’on peut traduire par un angle pour une machine tournante. La première
dérivée est la vitesse et la deuxième est l’accélération ou, ce qui est équivalent,
le courant dans la machine.
La première boucle sera donc un régulateur de position, la suivante un ré-
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