Université des sciences appliquées de Rosenheim : Contrôle rapide pour les moteurs synchrones triphasés comportant une interface EnDat 2.2 sur la MicroLabBox

L’un des domaines de recherche du laboratoire pour systèmes d’entraînements électriques de l’Université des sciences appliquées de Rosenheim s’intéresse aux systèmes de contrôle en boucle fermée ou ouverte pour les directions assistées. Les algorithmes sont entièrement développés sous forme de modèle MATLAB^®/Simulink^®. Plusieurs systèmes dSPACE sont utilisés pour le prototypage rapide de lois de commande. Un sous-projet concerne le système de contrôle en boucle fermée des moteurs synchrones triphasés à excitation constante.

Précédemment, des systèmes dSPACE existants étaient utilisés avec des moteurs comportant des encodeurs incrémentaux qui fournissaient des signaux de sortie sinusoïdaux analogiques d’une amplitude de 1 V_ss. Comparés aux matériels produisant des signaux analogiques, les capteurs de position avec interface série présentent de nombreux avantages. L’interface EnDat 2.2 possède plusieurs atouts, parmi lesquels des temps de réponse très courts pour la détermination et la transmission de la position, une mise en œuvre automatisée ainsi que des fonctionnalités complètes de diagnostic et de sécurité fonctionnelle. Ainsi, les encodeurs incrémentaux avec interface EnDat 2.2 ont été intégrés dans les installations de test existantes, pour comparer directement la transmission numérique et analogique de la position dans les directions assistées à dynamique de contrôle très étendue.

Une MicroLabBox de dSPACE et le bloc EnDat du RTI Electric Motor Control Blockset ont permis aux chercheurs de lire les valeurs de positionnement des encodeurs, dans un délai très bref, avec une horloge de transfert maximum de 16 MHz. Ces valeurs de positionnement sont actuellement utilisées comme base pour la mise en marche d’un contrôleur vectoriel, destiné aux moteurs synchrones triphasés, à excitation constante. 

Le contrôle moteur personnalisé a été implémenté sur le FPGA programmable par l’utilisateur de la MicroLabBox afin d’obtenir la fréquence de contrôle la plus élevée possible. Ceci a permis à l’Université des sciences appliquées de Rosenheim d’utiliser une approche à base de modèle permettant de développer rapidement autant la partie du contrôleur traitée par le processeur que les parties exécutées sur le FPGA. Pour cela, le RTI Electric Motor Control Blockset peut être utilisé conjointement avec le RTI FPGA Programming Blockset.

En utilisant une MicroLabBox équipée du RTI Electric Motor Control Blockset et du RTI FPGA Programming Blockset, les chercheurs de l’université ont pu ajouter rapidement l’interface de pointe EnDat 2.2 à leur installation de laboratoire et effectuer les premières mesures de comparaison entre les encodeurs analogiques et numériques dans un environnement réel dans des délais très brefs.

Alexander Kiermayer est associé de recherche au Laboratoire pour systèmes d’entraînements électriques de l’Université des sciences appliquées de Rosenheim.