Attributs de signal de la boucle de vitesse

Voici les attributs liés au signal de contrôle de vitesse associés à l’Axe de contrôle du mouvement.

Commande de vitesse

L'attribut Commande de vitesse correspond à la sortie de vitesse de commande du générateur de commande fine (s'il est actif) dans la boucle de vitesse lorsqu'elle est configurée pour le contrôle de la boucle de vitesse ou l'automate de fréquence s'il est configuré pour l'opération de contrôle de fréquence.

Ajustement de vitesse

Vitesse de commande supplémentaire ajoutée à la jonction de sommation de la boucle de vitesse.

Commande d’anticipation d’accélération

L'attribut Commande d'anticipation d'accélération est un signal de commande d'anticipation d'accélération qui représente une version à l'échelle du profil d'accélération de commande. Le signal est celui de Commande fine d'accélération qui est mis à l'échelle par Kaff et appliqué à la sortie de la boucle de vitesse.

Référence de vitesse

Référence de vitesse de commande injectée dans la jonction de sommation de la boucle de vitesse, ou dans le cas d’un Contrôle de fréquence, le signal qui est mis à l’échelle pour devenir la Référence de fréquence.

Retour de vitesse

Vitesse réelle de l'axe appliquée à la jonction de sommation de la vitesse, le cas échéant, d'après la sélection Mode de contrôle. Dans la plupart des cas, le signal Retour de vitesse est dérivé directement du dispositif de retour spécifié par la sélection Mode de retour. Si l'axe est configuré pour le mode Retour uniquement, le Retour de vitesse représente la vitesse réelle du dispositif de retour spécifié par la sélection maître du retour. Si l’axe est configuré pour le Contrôle de fréquence, le signal Retour de vitesse est dérivé du signal Référence de vitesse. S’il est configuré pour un fonctionnement Boucle de vitesse sans capteur, c’est-à-dire que le Mode de retour est défini sur Aucun retour, l’algorithme de contrôle sans capteur estime le Retour de vitesse.

Erreur de vitesse

Erreur entre la référence de vitesse et la valeur du retour de vitesse qui est la sortie de la jonction de sommation de la boucle de vitesse.

Sortie d’intégrateur de vitesse

Sortie de l’intégrateur de vitesse qui représente la contribution de l’intégrateur de vitesse à la Sortie de la boucle de vitesse.

Sortie de la boucle de vitesse

Sortie du chemin d’avance de vitesse qui représente l’effort de contrôle total de la boucle de vitesse.

Source de limite de vitesse

L’attribut Source de limite de vitesse est une valeur énumérée qui spécifie la source de la limite de vitesse opérationnelle.

Extensions du limiteur de vitesse

Les applications de moteur à aimant permanent (PM) nécessitent parfois que les variateurs fournissent des extensions à la fonction de limiteur de vitesse pour protéger l’électronique du variateur et le moteur des conditions de survitesse potentiellement destructives lors d’un fonctionnement au-dessus de la vitesse nominale du moteur. Le Limiteur de vitesse sert à protéger le variateur et le moteur lorsqu’ils sont utilisés par ces applications à vitesse élevée.

Courbe couple-vitesse de moteur PM

Une courbe couple-vitesse généralisée d’un moteur PM est illustrée sur le prochain graphique. Les deux courbes illustrées définissent les capacités continue (T

c

) et aux capacités de couple (T

p

) du moteur. Les moteurs PM spécifient généralement une « vitesse nominale » (S

r

) basée sur la tension nominale et le couple continu et une « vitesse maximale » (S

m

) basée sur la vitesse de fonctionnement maximale. Souvent, les vitesse nominale et vitesse maximale spécifiées pour le moteur ont les mêmes valeurs.

Affaiblissement du champ

Les moteurs PM peuvent aussi fonctionner en utilisant une technique d’« affaiblissement du champ » pour accroître la vitesse maximale possible du moteur. L’affaiblissement du champ utilise un contrôle de vecteur courant actif pour réduire la force du champ magnétique efficace des aimants permanents, ce qui permet des vitesses plus élevées au coût d’un couple produit réduit. Même si l’utilisation de l’affaiblissement du champ pour augmenter la plage de vitesses du moteur est utilisée plus communément dans le cas des moteurs PM intérieur (Interior PM, IPM), la plage de vitesses des moteurs PM monté en surface (Surface-mount PM, SPM) peut être aussi augmentée. Le graphique suivant illustre la Courbe couple-vitesse de moteur PM avec Affaiblissement du champ.

Lorsque le variateur applique l’affaiblissement du champ à un moteur PM pour augmenter la vitesse au-dessus de la vitesse nominale, l’algorithme de contrôle de vecteur courant de moteur du variateur diminue la valeur Ke du moteur. Cela réduit la tension de la Force contre-électromotrice (CEMF) obtenue pour qu’elle soit inférieure à la tension du Bus c.c.. Cependant, si le contrôle de vecteur courant actif est soudainement supprimé, la valeur Ke serait remise à la valeur nominale et la tension CEMF augmenterait rapidement. Le contrôle actif du courant du moteur est perdu chaque fois que la structure d’alimentation est désactivée. La préoccupation concerne donc la désactivation de la structure d’alimentation lorsque le moteur tourne toujours. Cela peut être le cas lorsque le variateur exécute une Arrêt de catégorie 0 à cause d’une Requête de désactivation déclenchée par le contrôle, une action Défaut majeur, ou une activation Retrait sécurisé du couple.

Trois valeurs de vitesse sont montrées sur la figure précédente. Comme définie sur la première figure, la vitesse nominale (S

r

) correspond au fonctionnement à la tension nominale et au couple continue. C’est le couple continue maximal qui peut être obtenu sans l’affaiblissement du champ. S

OV

est la vitesse à laquelle la tension CEMF de la valeur nominale Ke serait équivalente à la tension nominale du Bus c.c. maximale du variateur, ou la Limite de surtension du bus c.c..

Si le contrôle actif de courant de moteur est supprimé pendant que le moteur fonctionne à des vitesses supérieures à S

OV

, la tension CEMF produit une condition de surtension du bus c.c. qui peut endommager le variateur et, potentiellement, les autres variateurs partageant le bus c.c..

S

m

est la vitesse de fonctionnement maximale absolue du moteur en se basant sur les contraintes mécaniques. Pour un moteur rotatif, l’attribut Vitesse maximale du moteur rotatif donne la S

m

.

Les dispositifs connectés au bus c.c. peuvent connaître des dommages majeurs lorsque le moteur PM est autorisé à fonctionner entre S

OV

et S

m

et que la structure d'alimentation du variateur est désactivée.

Diagramme de comportement du limiteur de vitesse

Le diagramme suivant montre les extensions qui ont été ajoutées au Limiteur de vitesse pour l’aider à gérer les risques inhérents au fonctionnement du moteur PM à vitesse élevée. En plus des attributs Limite de vitesse - Positive/Négative existants qui peuvent être utilisés pour limiter le signal Référence de vitesse, deux nouvelles limites ont été définies en fonction de S

OV

et S

m

définis ci-dessus. En particulier, les attributs Vitesse de surtension du bus du moteur PM rotatif et Vitesse de surtension du bus du moteur PM linéaire établissent une limite absolue pour le signal Référence de vitesse qui correspond à S

OV

. Cette limite de vitesse ne peut qu’être dépassée si l’attribut Vitesse étendue permise du moteur PM est défini sur Vrai. Les attributs Vitesse étendue maximale du moteur PM rotatif et Vitesse étendue maximale du moteur PM linéaire établissent une limite absolue pour le signal Référence de vitesse qui correspond à S

m

. La fonction Limite de vitesse limite le signal Référence de vitesse au minimum de ces valeurs d’attribut. L’attribut Source de limite de vitesse indique la source de la limite de vitesse.

Grâce à ces extensions à la fonction Limiteur de vitesse, un variateur qui prend en charge l'affaiblissement du champ peut être configuré pour gérer le fonctionnement à vitesse étendue, ne permettant qu'un fonctionnement au-dessus de S

OV

en définissant l'attribut Vitesse étendue permise du moteur PM. Les systèmes qui peuvent fonctionner en toute sécurité au-dessus de S

OV

sont équipés d'un régulateur du Bus c.c. ou d'un module de frein résistif.