Comment assurer le contrôle moteur de votre produit électronique grâce aux capteurs et actionneurs ?

Le contrôle moteur, au cœur du produit

Dans les domaines de l’aéronautique ou de l’automobile, les actionneurs (qui génèrent une action, un mouvement) peuvent être placés à différents endroits pour répondre aux fonctions moteur requises, comme par exemple dans :

• un siège pour permettre son déplacement
• un train d’atterrissage d’aéronef
• une pompe fluidique

Le bon fonctionnement d’une solution mécatronique, d’une chaîne de traction ou encore d’un robot, est déterminé par de nombreux critères, dont le triptyque capteur – actionneur – contrôle moteur.

Selon le cas d’usage et le besoin, nos experts vous orientent vers le meilleur choix de moteur : moteur à courant alternatif (Alternating Current), moteur à courant continu (Direct Current), moteur sans balais (Brushless Direct Current, Permanent Magnet Synchronous Motor) ou encore moteur pas à pas. Le choix dépend :

• de la fonction,
• des puissances en jeu,
• du couple au démarrage,
• de la précision en position et vitesse attendue,
• de la maintenance souhaitée,
• du coût global.

En fonction du moteur choisi et du système, les capteurs sont sélectionnés afin de mesurer les grandeurs physiques (position absolue ou relative, vitesse, courant, température, etc.) nécessaires à l’asservissement du moteur.

Le contrôle moteur permet donc de générer la commande du moteur adaptée au mouvement de l’actionneur souhaité.

Pont de puissance, la source d’énergie essentielle

Au sein de notre bureau d’études, nos ingénieurs maîtrisent l’électronique de puissance permettant de convertir l’énergie électrique du réseau (batterie, secteur etc.) en une énergie acceptable par le moteur. Pour assurer son efficacité, il est nécessaire de contrôler les dissipations thermiques et de prendre en compte les variations de température.

Ces différentes expertises sont de véritables plus-values qui intègrent des technologies complexes souvent utilisées dans le secteur de l’aéronautique mais aussi de l’automobile et de l’industrie.

Loi de commande, la fonction clé pour piloter un moteur

La loi de commande est la partie logicielle qui permet de commander le pont de puissance, qui lui-même contrôle le moteur. Cette loi de commande implique des fonctions mathématiques complexes, elle détermine la position du moteur, sa vitesse ou encore son couple.

Chaque topologie de moteur doit être commandée différemment. Par exemple, la loi de commande est plutôt simple pour les moteurs à courant continu mais plus complexe pour les moteurs sans balais (FOC : Field Oriented Control).

Schéma de loi de commande (source : site web MathWorks)

Notre bureau d’étude dispose de logiciels de simulation tels que Matlab et Simulink pour modéliser et simuler l’asservissement du moteur dans son environnement global. Cela permet donc d’anticiper les réactions du système face à des perturbations extérieures (obstacle, vibration, couple perturbateur, frottement etc.).

Nos experts peuvent également valider le comportement du système sur des bancs moteurs (deux moteurs jumelés, le premier fonctionnant en moteur et le second en charge active).

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