Suppression de l'ondulation dans les moteurs à courant continu sans balais utilisés pour la commande de mouvements généraux
La technologie
L'innovation de l'Agence spatiale canadienne (ASC) offre une méthode de commutation des moteurs à courant continu (c. c.) sans balais permettant d'éliminer l'ondulation de couple dans les moteurs fonctionnant à un régime rotor élevé. La technologie utilise la rétroaction donnée par la vitesse et la position angulaire du rotor pour moduler les courants de phase du moteur en tenant compte de la dynamique de la largeur de bande finie du préamplificateur. Cela permet d'éliminer l'ondulation de couple à tous les régimes rotor, tout en réduisant les pertes de puissance au minimum.
La technologie de l'ASC constitue une nouvelle méthode de commande des moteurs à c. c. sans balais. Grâce au signal de commande qu'elle fournit, cette méthode tient compte non seulement des données rétroactives sur l'état du rotor (sa vitesse de rotation et sa position par rapport au stator), mais aussi des caractéristiques dynamiques de l'amplificateur, c'est-à-dire la façon dont l'amplificateur déforme les signaux reçus du commutateur. Ces données sont utilisées pour former le signal de commande de manière à éliminer la pulsation du couple lorsque le signal amplifié (et donc déformé) est transmis à la bobine du stator.
Cette technologie présente une modification de la loi des commutateurs des moteurs à c. c. sans balais fondée sur les coefficients de Fourier pour éliminer l'ondulation de couple induite par la vitesse vectorielle, et ce, à n'importe quelle vitesse donnée. Cela est possible en exprimant la forme d'onde du courant du moteur en fonction non seulement de l'angle du rotor, mais aussi de sa vitesse, et en tenant compte de la dynamique de la largeur de bande finie du préamplificateur dans la conception de la commande.
Potentiel commercial
L'innovation de l'ASC offre aux fabricants la possibilité de réduire considérablement le coût des moteurs d'entraînement et des moteurs à c. c. sans balais à grand rendement utilisés dans des systèmes de commande de mouvements conçus pour des applications exigeant un régime rotor élevé et une grande précision. Cette technologie fait appel à des algorithmes de commande (c. à d. des logiciels) plus complexes qui permettent d'utiliser des entraînements et des moteurs à c. c. sans balais de construction plus simple (moins dispendieux) pour remplacer les moteurs multipolaires plus coûteux.
Cette technologie de commande conçue par l'ASC offre la capacité de transformer un moteur tripolaire ordinaire sans balais en un moteur haut rendement à pulsation minimale pour des applications de précision, comme des volants et des gyroscopes d'astronefs. La technologie de l'ASC permet également de réduire à la fois poids et volume, facteurs d'importance pour les applications spatiales (et autres).
Occasion d'affaires
Il est possible d'obtenir la licence de la technologie susmentionnée. Cette technologie de commande mise au point par l'ASC intéressera les entreprises qui conçoivent et fabriquent des systèmes de commande de mouvement, des entraînements et des moteurs à c. c. sans balais. Les débouchés possibles de la technologie de l'ASC sont dans les industries qui requièrent à la fois vitesse et précision. Il existe des marchés bien établis pour les systèmes de commande de mouvement qui requièrent un positionnement rapide et précis.
Détails sur le transfert de la technologie
Une licence de commercialisation est disponible pour cette technologie.
Numéro de dossier de l'ASC pour cette occasion d'affaires : 51072
Publications
- Aghili, F., « Ripple Suppression of BLDC Motors with Finite Driver/Amplifer Bandwidth at High Velocity », Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 19, no.2, p.391-397, .
- Aghili, F., « Adaptive Reshaping of Excitation Currents for Accurate Torque Control of Brushless Motors », Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), IEEE Transactions on Control System Technologies, vol. 16, no.2, p.356-364, .
Brevets
Canada
- Numéro : 2769084
- Statut : Brevet octroyé
- Source : Office de la propriété intellectuelle du Canada (OPIC)
États-Unis
- Numéro : 8,766,578
- Statut : Brevet octroyé
- Source : United States Patent and Trademark Office (USPTO)
Inventeur
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