Augmentation de la vitesse ou du couple sans ondulation dans les moteurs à courant continu sans balais fonctionnant à saturation de tension ou de courant
La technologie
L'invention de l'Agence spatiale canadienne (ASC) présente un commutateur électronique novateur pour moteurs à courant continu (c. c.) sans balais ayant n'importe quelle forme d'onde de force contre-électromotrice. Ce commutateur permet de réduire la dissipation de puissance au minimum, sous réserve des limites de courant et de tension des entraînements du moteur. Lorsqu'une ou plusieurs phases atteignent leur niveau de saturation de tension ou de courant, le régulateur module les courants statoriques des phases restantes de façon optimale pour continuer la production d'un couple précis sans ondulation – le régulateur module automatiquement les courants d'excitation de façon à ce que le moteur continue à produire le couple requis. Une solution analytique pour les courants de phase optimaux à une position angulaire et une vitesse données et au couple voulu rendent l'algorithme de commande approprié à une mise en œuvre en temps réel.
Cette innovation permet au moteur de fonctionner à une vitesse et à un couple supérieurs aux valeurs nominales obtenues sans modulation du courant. Cette gestion optimale des courants d'excitation du moteur permet d'augmenter considérablement la vitesse nominale ou le couple nominal du moteur, sous réserve des limites de courant et de tension des entraînements. Des expériences ont démontré que le couple maximal généré augmente de 20 % lorsque la saturation de phase est considérée dans la fonction de forme du courant de phase.
Le régulateur de couple peut également être utilisé comme stratégie corrective pour compenser une rupture de phase en modulant de façon optimale les courants des phases fonctionnelles restantes pour produire un couple précis. L'algorithme de commande permet au moteur de générer un couple précis de manière optimale, même lors d'une rupture de phase.
Potentiel commercial
L'innovation de l'ASC offre aux fabricants la possibilité d'améliorer le rendement de leurs moteurs à c. c. sans balais pour systèmes de commande de mouvement en réduisant la dissipation de puissance au minimum.
La capacité de cette technologie à fournir un couple sans ondulation dans un moteur à c. c. sans balais qui fonctionne intentionnellement avec une phase ou plus à saturation de tension ou de courant offre aux concepteurs de systèmes la possibilité d'augmenter de manière considérable la vitesse et le couple des moteurs à c. c. sans balais.
Occasion d'affaires
Il est possible d'obtenir la licence de la technologie susmentionnée. Cette technologie de commande permettra aux fabricants et aux concepteurs de voitures électriques et d'autres véhicules électriques de maximiser le couple nominal, la vitesse nominale et le rendement de leurs moteurs, et ce, malgré les limites de courant et de tension du bloc d'alimentation de bord.
Cette technologie intéressera également les entreprises qui conçoivent et fabriquent des systèmes de commande de mouvement, des entraînements ou des moteurs à c. c. sans balais. Les débouchés possibles de la technologie de l'ASC sont dans les applications qui requièrent des moteurs à c. c. sans balais à haut rendement ou offrant un rendement fiable (c.-à-d. insensible aux défaillances).
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 : 51105
Publications
- Aghili, F., « Optimal and Fault-Tolerant Torque Control of Servo Motors Subject to Voltage and Current Limits », Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), IEEE Transactions on Control Systems Technology, .
- Aghili, F., « Optimal and Fault-Tolerant Torque Control of Servo Motors Subject to Voltage and Current Limits », Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), International Conference on Intelligent Robots and Systems, San Francisco, États-Unis, -.
- Aghili, F., « Fault-Tolerant Torque Control of BLDC Motors », Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 26, no.2, p.355-363, .
Brevets
- Canada
- Numéro : 2790645
- Statut : Brevet octroyé
- Source : Office de la propriété intellectuelle du Canada (OPIC)
- États-Unis
- Numéro : 8,994,308
- Statut : Brevet octroyé
- Source : United States Patent and Trademark Office (USPTO)
Inventeur
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