Positionnement de moteur électrique par capteur à effet Hall
Des capteurs de position de moteur précis sont nécessaires pour assurer une commande efficace et fiable des machines électriques. Diverses solutions techniques sont disponibles, mais malgré l’utilisation répandue de capteurs Magnéto sensibles dans les configurations de bout d’arbre, une telle technologie n’a pas été vue jusqu’à présent dans les configurations d’arbre traversant.
Moving Magnet Technologies a développé une solution magnétique innovante et simple qui consiste uniquement en un aimant de rotor et deux circuits intégrés de Hall 2D. Au cœur de cette technologie, on trouve un modèle de magnétisation sinusoïdal spécifique qui peut être répété sur plusieurs périodes. Ce principe confère déjà une excellente précision intrinsèque en tant que capteur à sonde unique ; toutefois, les exigences en matière de commande de moteur sont plus strictes que pour les applications traditionnelles, et la précision généralement requise est de ±1 degré électrique dans toutes les conditions. C’est là que le deuxième circuit intégré de Hall et une simple combinaison algébrique de signaux croisés entrent en jeu.
Les avantages d’une telle conception sont les suivants :
- Amélioration de la précision à moins de ±1 degré électrique et robustesse accrue aux tolérances mécaniques en réduisant les harmoniques parasites dans le signal de la sonde.
- Atténuation de l’influence des champs magnétiques externes générés par le moteur grâce à l’utilisation de la combinaison croisée des signaux.
- Possibilité de mesurer une seule sonde en mode dégradé, ce qui apporte un état de sécurité intrinsèque en cas de défaillance.
- Masse et encombrement réduits même pour les grandes machines électriques.
Les signaux de sortie bruts peuvent être transmis directement à l’électronique utilisée pour piloter la machine électrique, ne nécessitant qu’un simple traitement du signal (combinaison croisée et algorithme CORDIC). Le traitement du signal peut également être effectué à l’intérieur du capteur de position lui-même pour obtenir un dispositif autonome avec le protocole de communication souhaité.
Cette technologie présente les avantages des capteurs à effet Hall sur lesquels elle est basée. En effet, il est bien connu que les capteurs à effet Hall sont les plus polyvalents lorsqu’il s’agit de mesurer la position ou la vitesse de rotation, car ils peuvent résister à des conditions environnementales difficiles (par exemple, température élevée, chocs, poussière, contamination par des particules), tout en offrant des coûts de système optimisés et une miniaturisation. Et contrairement à d’autres solutions, les capteurs de position à effet Hall peuvent être utilisés avec de grands entrefers entre les parties rotor et stator du capteur et ne nécessitent pas de tolérances mécaniques serrées. De plus, différentes intégrations mécaniques sont possibles, par exemple la mesure sur le côté extérieur, sur l’intérieur d’un aimant en anneau ou même la mesure axiale sur un aimant en disque. De plus, la technologie est adaptable à une large gamme de tailles de rotor (de quelques 10mm à plus de 100 mm) et pour des vitesses faibles à élevées, ce qui rend cette technologie de capteur flexible pour une large gamme d’applications dans les véhicules électriques et auxiliaires (Démarreur/Générateur, moteur de traction…).
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