Servomotor de conduite

Un hacheur électronique qui permet de contrôler le système.
Le hachage/découpage (modulation de largeur d'impulsion) est une méthode de commutation qui permet de régler la dose d’énergie dans une charge en découpant (hachant) l’alimentation à grande vitesse (12,5kc ici). L'utilisation combinant un pont en H fonctionnant en quatre quadrants et un moteur à aimants permanent assure un rendement et une souplesse sans égal en mode servo ou direct.
L’unité de contrôle, équipée d’un microprocesseur, surveille la bonne marche de l'ensemble et affiche si nécessaire une anomalie éventuelle. La tension, les éléments de commande, le courant de moteur et la température sont constamment surveillés et lisible en permanence sur l'afficheur pendant le fonctionnement.

Un moteur 24 Volt à aimants permanents. 100-1500/2000RPM
Le moteur à puissance variable développe un couple très puissant même à basse vitesse grâce à sa technologie moderne. Son rotor est bobiné et son stator est construit avec des aimants permanents très puissants.
Ils est fortement déconseillé de le démonter car son remontage est très difficile sans l’équipement adéquat. Le moteur à seulement 2 bornes de connexion.
Nous utilisons courament trois types de moteur mais s’il est tenu compte de l’ampèrage, tous les moteurs à aimants permanents équivalents sont bien sur également utilisable. A140PMW75 (750S1) 40A, A140PMLW 55A (1100S1) et M007. Ces moteurs peuvent supporter des courants intermittents de 100A/200A/300A.
VOYEZ SVP nos moteurs compatibles au système (en bas en Francais) sur notre page moteurs à aimants permanent.

Une ComManDe, ou la MANETTE, qui donne les ordres au hacheur.
En mode servo, le moteur tournera jusqu’à ce que l’angle du potentiomètre RTR corresponde à l’angle choisi avec le potentiomètre de commande CMD. Ceci fonctionne dans les deux sens sur toute la course de CMD entre les Limites.
En mode direct, la position milieu de CMD correspond au moteur arrêté et un mouvement fera tourner le moteur d’un coté ou de l’autre. La commande est équipée d'un senseur potentiomètrique de précision dont l’axe est monté sur roulements et le tout sur une plaque à encastrer.
La commande, optionnelle, peut être remplacée par un potentiomètre de bonne qualité quelquonque de 1000 à 5000 Ohm si la fonction servo n'est pas utilisé. En mode servo la limite maximum du déplacement droite et gauche que pourra prendre RTR peut être progammée par l'utilisateur. Le hacheur arrêtera alors le moteur dès que la position ou l'angle limit est atteint même si CMD est positionnée plus loin. La manette à une résistance de 1000Ohm (=1k Ohm).

Un potentiomètre de retour, RTR. (1000Ohm = 1k Ohm)
Si RTR est installé et que la mécanique l'entraîne , le hacheur fonctionne en mode servo à cause de la rétroaction CMD <=> RTR. S’il le potentiomètre RTR n’est pas installé ou bloqué en position milieu (pas entraînné ), le hacheur se met automatiquement en mode direct à chaque mise sous tension. Ceci vu qu'il n'a engegistré (put lire) que le potentiomètre de la commande. On pourra faire tourner le moteur en actionnant la commande vers la droite ou vers la gauche à partir du milieu à une vitesse correspondant à l'angle de mannette choisi. En mode direct, on remetra la commande au milieu pour arrêter le moteur.
RTR sera donc utilisé dans les systèmes ou un objet déplacé par la rotation du moteur doit être positionné dans son déplacement. La seule condition pour passer du mode direct en mode servo est donc le branchement d'un potentiomètre de retour dont l'axe est entrainé par l’objet déplacé.

Le système fonctionne alimenté par batteries qui doivent avoir une capacité d'au moins 200 ampères heure. Le hacheur ne donnant que l'énergie nécessaire au moteur de manière régulée et progressive, les à-coups mécaniques et électriques sont supprimer. De plus, le servo renvois dans la batterie l'énergie produite par le moteur pendant la décélération et le freinage. Les batteries seront branchées directement aux gros fusible qui ne dijoncteront probablement jamais à cause des limiteurs de courant électroniques internes. Les fusibles peuvent, si voulue, être remplacés par d'autre d'une valeur inférieur, correspondant avec le courant maximum de batterie reglé.

Surveillance du câblage du moteur et des potentiomètres de commande et de retour.
Surveillance du courant de l'étage de puissance du hacheur et du moteur.
Limiteur et dijoncteur électronique de courant dans le positif et le négatif.
Affichage constant de la tension, température et courant et possibles alarmes diverses.
Protection contre tension trop élevée ou trop basse des batteries.
Protection contre la surchauffe des circuits électroniques de puissance.
Protection à la mise en marche. Le moteur ne commencera à tourner que si la commande est actionnée.
Compensation des mouvements désordonnés de la commande à tous moments pour plus d'efficacité.
Voir le manuel d'installation pour la liste détaillée.

Rappelons que toutes les précautions doivent être prises avant et pendant l’utilisation de cet appareil de puissance qui comme toutes machines, implique un danger potentiel. Le système doit être pourvu d’un arrêt d’urgence et les pièces mécaniques tournantes doivent être protégées de sorte que rien ou personne ne puisse y accéder.
Lorsque cet appareil est utilisé dans une installation à risque il est nécessaire qu’il soit doublé par au moins un autre système, équivalent ou manuel qui pourra le remplacer immédiatement en cas de malfonction du hacheur, de la commande, du retour ou du moteur. Ceci afin d’exclure une interruption de service pouvant provoquer une situation dangereuse.

Ne pas utiliser le hacheur en cas de doute sur le dispositif d’arrêt d’urgence et sur le ou les systèmes de doublage.

Just connect a potentiometer to this controller and the power electric motor will spin proportional to the chossed pot angle for both sides from the middle. And/or connect your PC and drive and control the bridge and motor for your keyboard or program.

This servo system has four main parts.

The H bridge work in Puls Width Modulation mode.
Simply said, PWM is a technic making it possible to regulate the energy feeded to the motor by quickly (12.5kHz here) switching its power on and off.

The combination of the a 4Q H bridge and a Permanent Magnet motor gives a very smooth control and the best efficiency both in servo or direct mode.

Voltage, temperature, power in % and Amperes drained from the battery are displayed in real time. The system also always watches the working edges (V, A, T, low/high/mini/maxi) and notifies eventual occuring malfunction or electrically unsafe situation. It can also reduce or immediatelly stop operating when needed.

The manual ComManD unit (1000Ohm) (1k) potentiometer.
In servo mode, the motor will spin until the feedback (RTR) potentiometer reaches the same angle as the one set with CMD. This for both sides (Clock and CounterClock) on the full CMD range and between the limits. The limits are user-programmable security parameters that make the motor stop when these limit positions are reached.
In direct mode, the motor is stopped when the CMD is at middle position and will spin either C or CC depending on which side CMD is positioned, left or right from the middle.

This manual command is a strong precision winded potentiometer with ball bearing and handle all mounted on a laminate plate. The command is optional and can be replaced by any quality potentiometer in 1000 to 5000 Ohm range when in direct mode. In servo mode both CMD and RTR potentiometers will better have 1k Ohm value for a 1 to 1 position ratio and range.

The feedback potentiometer, RTR (1k Ohm).
When RTR is installed and driven by the mechanical movement, the bridge can and will work in servo mode because of the feedback CMD <=> RTR.. If not installed or when RTR remains at middle position (no mechanical coupling with the movement), the bridge will work in direct mode. If the bridge doesn't see any RTR potentiometer at start up, the bridge will also work in direct mode.Giving parameter [Motor Mini] the lowest value of 2 will make the ComManD give a very sensitive control of the motor power from middle position to about maximum power according to [Motor Maxi] at a quarter of CMD range on both spin directions.
RTR will be used in servo systems where an object needs to be automatically positioned in its motion. The only condition to go in the servo mode is the installation of RTR potentiometer that should be coupled to the moving part driven by the motor.

The PM DC motor (24/48V DC nominal). 100/1500-2000RPM

The modern technology of Permanent Magnets motor is a good solution for variable power and high couple at low speed application. The motor stator is here built with very strong magnets and disassemblage of the motor is to avoid as special tools are needed. The motor has only 2 connections going straight to the brigdge Motor + and - output.
We almost always use 3 types of PM motor but any other can be connected.
A140PMW75 (750S1) 40A , A140PMLW 55A (1100S1) and M007.
These PM motor can support power up to 100/200/300A intermittently. Please see at; Permanent Magnets DC motors

The bridge works on 24/48V battery. This should have a capacity of minimal 200 Ahour if high currents are to be drained. The bridge smoothly gives the necessary power to the motor without any mechanical and electrical shock and feeds back the generated power to the batteries when decreasing speed or braking. The batteries will be directly connected right on the two big fuses. These big fuses can eventually be replaced for other of lower value, according to the maximum expected batteries current. They never should blow off because of the internal electronic current limiter.

Auto-Protection and bridge safety control.

Surveillance of motor and potentiometers wiring.
Surveillance of the bridge output driver current and motor power.
Electronic current limiter on positive and negative supply.
Monitoring of voltage, temperature and current and diverse alarms.
Surveillance of the batteries low and high voltage level.
Protection against over-heating of the power output driver.
Protection at start. Motor only spins when CMD is moved through zero.
Average of inconsistent and/or too fast CMD motion.
See the installation manual for further details.

UTILISATION of the BRIDGE with a PC or automate.

The bridge can be fully controled by the PC when connected to its on-board R232 input/outpout port. Therefore just connect a serial cable DB9 type 1 to 1 F/F between them and the PC can make the bridge work in direct or servo mode.
We provide "PM Motor", a program that can be used to test the system as it displays all parameters and monitors all relevant values in real time mode. "PM Motor" also gives full control of the bridge from the keyboard. This free programm can be sent on request or just be downloaded from this page.

PM MOTOR makes it possible to update the bridge with the last, modified or customized main bridge program.
Make sure that the PC RS232 port is free and well configured before plugging the bridge into it. Using another communication program else than the one meant for the bridge can be dangerous in the event of some unexpected orders sent to it. For security, the bridge parameter [ RS 232 ] needs to be enabled to Yes before it will accept an external order.

Full installation programm: PM Motor VB (1.5MB)

Only the last version of the executable, motor.exe, if already installed (150K)

Last main bridge program. Hex file to be uploaded to the bridge with the above PC program (42K)

Standard parameters that can be uploaded to the bridge EEPROM (2K)

Different configurations are possible, here a brief summary.

1) Feedback sensor is read by the bridge, and CMD position is sent by the PC through the RS232 port to the bridge either in servo or direct mode. The bridge doesn't require any modification and both PC or CMD can be used together with same possibilities.

2) The PC reads the feedback RTR position from the bridge via its serial port, as well as all other values, computes what to do and sends the motor direction and speed orders to the bridge via the same port. If RTR is not connected or left at midle position, the bridge will work in direct mode controlled by the PC. Bridge doesn't need any modification.

3) PC is loaded with specific program and controls the bridge. PC reads eventually one or more sources of reference via other ports. This working mode needs a specific PC or laptop program that is the the master of the system and the slave, the bridge does not need any modification.

4) Digital device, PC, laptop or MODEM, will send a position value to the bridge and the bridge controls the machine by itself. Bridge and the digital device both have a specific program.

Remember that all safety measure should be taken before and when using this power bridge that, like any other machine, carries a potential danger. The system should be equiped with an emergency stop and all its moving parts should be protected so that nothing and no one can access them. Furthermore, when the system is used in critical application, it should be backed up by an other, equivalent or manual device that immediatly can take over in case of ComManD-, bridge-, RTR feedback- or motor-malfunction. Thus, in order to prevent any service interruption that could lead to unsafe situation.
Any modifiation of the parameters marked with # in the manual list should only be done in case of real necessity and at your own risque, because it disables the bridge auto protection features.

In case of doubt on the efficiency of the emergency stop or on the back up system do not use the bridge.