Mesure vitesse moteur bldc et implémentation d'un correcteur PI numérique

[Ange Rod]

Bonjour à tous,

Je poste mon premier message sur ce forum que je consulte régulièrement.

Voilà j'aimerai réguler en vitesse un petit moteur bldc à l'aide d'un FPGA, mais je rencontre actuellement un problème concernant la mesure de la vitesse du moteur.

Mon moteur dispose de 2 paires de pôles et 3 capteurs à effet hall tout ou rien déphasés de 120° les uns des autres. Ainsi, je me suis dis que si un de mes capteurs change d'état, cela signifie que le rotor a fait 1/12eme de tour. Et donc grâce à ces capteurs je pensais compter le nombre de douzième de tour que mon moteur fait en un temps donné. Seulement, à très basse vitesse, du style 125tr/min, il faudrait que j'attende 40ms seconde pour avoir un nouveau retour vitesse, je trouve cela trop lent, car sur la datasheet du moteur il est noté que la constante de temps mécanique est de 1,7ms.

Ainsi, est ce que d'après vous il y aurait une autre/meilleure façon de mesurer la vitesse de mon moteur en utilisant les 3 capteurs à effet hall? Est ce que je peux réguler efficacement en vitesse mon moteur si j'ai un rafraichissement de la vitesse du moteur toutes les 40ms et une constante de temps de 1,7ms?

Merci pour votre aide et bonne journée
-----

[Murayama]

Bonjour!

Ainsi, est ce que d'après vous il y aurait une autre/meilleure façon de mesurer la vitesse de
mon moteur en utilisant les 3 capteurs à effet hall?

En supposant que ce sont des signaux UVW classiques, non, il n'y a aucune solution simple.
Il faut utiliser un encodeur pour mesurer l'angle. Même avec un capteur très bas de gamme
(par exemple une résolution de 10 bits), on peut mesurer à des fréquences qui permettent
de réguler plus vite que 1.7 ms.

Pascal

[Ange Rod]

Bonjour,

Merci pour votre retour. Est ce que dans ce cas vous connaissez des solutions qui ne sont pas simples? Si non, oui je peux faire avec un encodeur incrémentale.

Ange

[luc_1049]

Bonjour

Une idée qui irait peut être dans le bon sens qu'on peut souligner "trouver une solution pas simple" :
Il faudrait voir l'impact dans votre régulation de vitesse si à partir de votre signal de vitesse vous en généreriez un plus rapide comme le ferait une PLL.
D'autre part avec un calcul vous pourriez anticiper la vitesse Vn+1 sur les premiers échantillons reçus en supposant une accélération bornée (ou décélération valeur négative) et donc je pense avec une erreur contrôlée, je veux dire par là que si votre régulation n'est pas trop mauvaise votre moteur tourne autour d'un point de repos une vitesse V0 s'en écartant pas trop vite sauf circonstance exceptionnelle freinage d'urgence ou charge impulsionnelle.

Il faudrait juste gérer les phases transitoires du démarrage et de l'arrêt différemment , simple formalité dans votre fpga.

A titre d'info quel fpga avez vous choisi avec quel outil de développement ?
cdlt

[A voir en vidéo sur Futura]

[Murayama]

Bonjour!

Il faudrait voir l'impact dans votre régulation de vitesse si à partir de votre signal de
vitesse vous en généreriez un plus rapide comme le ferait une PLL.

La convergence ou stabilisation d'un PLL n'est pas instantané. Donc on ne gagne rien,
et c'est peut-être pour cette raison que ce n'est pas employé dans le domaine des
encodeurs.

Quand je disais pas de solution simple, j'aurais pu dire pas de solution du tout.
Le système dépend des entrées de mesure. Si ces entrées consistent uniquement en
un signal UVW, alors vous ne pouvez pas avoir plus d'information que ce que vous avez
déjà, c'est à dire 1/6 de tour.

Là où on peut avoir de l'information supplémentaire, c'est si on suppose le régime stationnaire.
Par exemple si vous mettez la consigne à (disons) 100 rpm, alors vous savez que vous allez
avoir 600 transitions par minute de votre signal UVW. Une façon de procéder est de mesurer
le temps que prend 1/6 de tour et de comparer avec la valeur théorique venant de 100 rpm.
600 transitions par minute, ça vous fait 10 transitions par seconde. Donc vous comparez ces
transitions à 100 ms et vous asservissez pour que le système revienne à 100 ms par transition.

Pour votre vitesse de 125 rpm, vous serez donc à 80 ms entre 2 transitions. La constante du moteur
n'a rien à voir là dedans. Il faudra calculer la bonne constante de temps pour que le système ne devienne
pas instable.

Intuitivement: même si votre moteur peut changer de vitesse instantanément (constante de temps = 0),
vous mesurez la vitesse (par exemple elle est trop basse), et si vous agissez modérément, le moteur
va changer instantanément de vitesse, mais un peu seulemet. À la prochaine mesure, le temps entre
2 transitions aura aussi varié un peu. Agissez en fonction de ce qui reste à corriger, et ce sera stable.
Donc même avec un moteur qui réagit très vite, il y a moyen de s'arranger.

Pascal