- L’analyseur de puissance basé sur une plate-forme oscilloscope haute définition de 8 voies et de 12 bits de résolution offre toutes les fonctionnalités d’analyse de signaux de commandes de moteurs triphasés.
Teledyne Lecroy annonce aujourd’hui la série MDA8000 d’analyseurs de commandes moteur qui réunit dans un seul instrument large bande (1 GHz) les capacités de calculs statiques d’un analyseur de puissance triphasée, des fonctions uniques d’analyse dynamique des paramètres mécaniques de moteurs et de la puissance triphasée, et d’un système de débogage de contrôleurs embarqués.
Les analyseurs de commandes moteurs (MDA) reposent sur la plate-forme oscilloscope HDO8000. Ils sont dotés en standard de 8 canaux (16 entrées numériques en option) de 12 bits de résolution, d’une cadence d’échantillonnage de 2,5 Géch./s, d’une bande passante pouvant atteindre 1 GHz et jusqu’à 250 Mpts/voie de profondeur mémoire d’acquisition. Une palette complète d’options logicielles pour l’analyse et le décodage/déclenchement de bus série, et une grande variété de sondes de courant et de tension sont proposées avec l’appareil.
Les MDA sont destinés aux concepteurs et fabricants de moteurs, commandes de moteurs, variateurs de fréquences et de vitesses ainsi qu’aux fabricants d’équipements de contrôle de mouvement et d’automatismes industriels. Les ingénieurs qui conçoivent des produits intégrant des moteurs (véhicules, outils, matériels électriques, ascenseurs, ventilateurs, souffleurs, compresseurs, pompes, etc.) utiliseront cet instrument pour valider leur propre dispositif de contrôle ainsi que la conception du système de commande. Bien entendu, ceux qui réalisent des systèmes triphasés sans avoir recours à des moteurs, peuvent également employer les MDA comme système de débogage et d’analyse de puissance triphasée.
Capacités de débogage et de validation de systèmes de commandes moteurs
Un système de commandes est une complexe combinaison d’électronique de puissance triphasée, de capteurs numériques et analogiques pour la mesure des paramètres électriques et mécaniques du moteur, et de contrôles embarqués auxquels s’ajoute une variété de signaux numériques, analogiques ou modulés en largeur d’impulsion (PWM) ainsi que des données issues de bus série. Les oscilloscopes 8 bits traditionnels sont à même de capturer les signaux permettant de surveiller l’activité des transistors de puissance et des systèmes de contrôle embarqué les plus rapides. Les analyseurs de puissance sont des appareils qui se contentent d’effectuer des mesures depuis les entrées/sorties d’une commande sans pouvoir s’intéresser à son fonctionnement interne. Ils ne permettent pas ou de façon limitée la capture de signaux pour le débogage des systèmes de commandes ou de contrôle embarqué.
Le MDA assure l’acquisition de formes d’ondes depuis le module de puissance triphasée de la commande, les transistors de puissance et des systèmes de contrôles embarqués. Il réalise une analyse de puissance triphasée coïncidente à partir des signaux issus du module de puissance. Il rend possible le débogage et l’analyse de l’ensemble de la commande moteur dans un seul et même instrument de haute performance.
Derrière les chiffres, davantage d’informations
Divers tensions, courants, puissances (réelle, apparente, et réactive), facteur de puissance et angle de phase, paramètres d’efficacité énergétique sont calculés à partir des formes d’ondes de courant et de tension acquises et leurs valeurs numériques sont présentées dans un tableau. Le tableau, personnalisable par l’utilisateur, est associé à l’écran avec la forme d’onde correspondante. Il délivre les informations couramment proposées par un analyseur de puissance opérant en mode statique.
Le MDA se distingue de ces appareils en proposant également des calculs numériques en conditions opératoires dynamiques. Des formes d’ondes montrant toutes variations de paramètres de mesure par cycle peuvent être « synthétisées » et affichées en sélectionnant simplement une valeur du tableau. Cette forme d’onde est corrélée temporellement avec les autres formes d’ondes acquises par le MDA. Elle peut être utilisée pour corréler les comportements de commande complexe avec d’autres signaux de systèmes de puissance ou de contrôles, et pour déboguer des systèmes de commande. Les statistiques détaillées des mesures peuvent également être affichées. Ces informations vont bien au delà de celles que propose un simple analyseur de puissance.
Analyses dynamiques de commandes moteurs
La longue profondeur de la mémoire d’acquisition du MDA (jusqu’à 250 Mpts/voie) fournit des capacités uniques pour l’analyse de la réponse dynamique de la puissance triphasée des moteurs et de leur commande. Il est par exemple possible de réaliser une acquisition continue pendant 25 secondes à la vitesse d’échantillonnage de 10 Méch./s. Cela rend possible la parfaite compréhension des comportements dynamique de la commande lors du démarrage, de l’application de la charge ou de changement rapide de charge. Cela permet également de corréler les problèmes de réponse de la commande aux instructions du système de contrôle et à des défaillances de l’unité de puissance. Grâce au mode Zoom+Gate, il est possible de zoomer par le biais d’un seul bouton sur les formes d’ondes relatives à la tension, au courant, aux paramètres mécaniques ou autres signaux mesurés par des sondes. Ainsi, les formes d’ondes « synthétisées » par cycle et le tableau de valeurs numériques sont automatiquement rapportés à la zone zoomée et les mesures sont mises à jour instantanément lorsque l’utilisateur fait défiler la fenêtre d’observation du zoom au travers de la mémoire d’acquisition ou s’il change le rapport de grossissement du zoom. Cet outil est un moyen rapide et efficace pour comprendre en profondeur les comportements d’un système de commande et l’origine des anomalies.
Capacité de configuration flexible
Une interface d’utilisation graphique intuitive guide l’utilisateur pour tous les réglages et les connexions. La palette des réglages proposés est adaptée à n’importe quelle combinaison d’entrée/sortie de commande monophasée ou triphasée. Elle supporte à la fois les méthodes de calcul par deux ou trois wattmètres ainsi que tous types de conversion de tension (ligne-ligne à ligne-neutre). En recourant à la méthode de deux wattmètres, l’efficacité énergétique des moteurs et des entrées/sorties des commandes peut être mesurée via les 8 entrées de l’oscilloscope HDO8000.
Intégration à toute mécanique moteur
Le logiciel du MDA accepte la plupart des capteurs de vitesse, de rotation et de position y compris les tachymètres analogiques et numériques (impulsionnels), les capteurs à effet Hall pour moteur Brushless (BLDC), l’interface QEI (Quadrature Encoder Interface) et les résolveurs. Par ailleurs, les capteurs à effet hall et les signaux QEI peuvent être déployés via les entrées numériques, laissant ainsi disponibles les entrées analogiques pour l’acquisition d’autres signaux.
Sondes de mesures
Les sondes de tension standard passives ou actives de Teledyne LeCroy et les sondes de courant peuvent être employées pour les mesures de puissance. Dans la majorité des cas, les sondes requises pour le débogage des contrôles embarqués ou des unités de puissance peuvent être utilisés pour des mesures de puissances ce qui évite tout investissement supplémentaire. D’autres outils de mesures de courant et de tension (transformateur de courant ou de tension, transducteur de courant, boucles de Rogowski, etc.) peuvent également et simplement être intégrés au MDA.
Les sondes de tensions différentielles HVD de la série HV de Teledyne LeCroy offrent un niveau d’isolation de 1000 VRMS, une tension différentielle maximale de 2000 Vpk-pk et une précision de gain de 1%. Ces sondes sont d’un excellent rapport prix/performance.
