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Fonctionnement d’un circuit imprimé dans un vérin électrique industriel

Vous trouverez ici des informations sur les circuits imprimés (PCB) et leurs fonctionnalités liées aux performances d’un vérin électrique industriel LINAK^®. Découvrez les circuits imprimés avec contrôleurs intégrés et communication BUS et les fonctionnalités qu’ils ont en commun.

Apprenez comment le positionnement et le démarrage et l’arrêt progressif d’un actionneur sont contrôlés. Comment la mesure du courant et de la température peut protéger l’actionneur et la machine industrielle dans laquelle il est monté. En savoir plus sur la protection CEM (compatibilité électromagnétique) et les fonctionnalités primaires d’un pont en H. Notre expert, Hunter Stephenson, vous explique l’essentiel dans cette vidéo.

Quelle est la fonctionnalité de base d’un pont en H?

La commande d’un actionneur est basée sur un contrôleur intégré ou un pont en H, qui modifie la polarité de la tension vers le moteur CC. Ici, vous pouvez bénéficier d’une commutation à faible courant, car un signal numérique élevé de seulement quelques mA entraînera le fonctionnement de l’actionneur.

Le pont en H intégré offre une grande variété d'options de contrôle à partir de la carte de circuit imprimé, telles que la vitesse et la rampe.

Il s’agit du pont en H, et au milieu se trouve la connexion d’alimentation aux bornes positives et négatives du moteur. Quatre commutateurs, dans ce cas des transistors, sont raccordés à l’alimentation électrique en haut et en bas du pont en H. Ces transistors remplacent la fonctionnalité des relais mécaniques. Le pont en H contrôle assez simplement les mouvements de rentrée et de sortie d’un actionneur. Lorsque deux des transistors sont sous tension, ils doivent être activés pour que le courant circule en diagonale – au-delà de la connexion du moteur – ce qui fait tourner le moteur dans un sens. Pour changer de direction, le flux de courant doit être modifié en désactivant les deux transistors précédemment activés et en activant les deux autres.

Illustration d’un pont en H avec les contacteurs 1 et 4 fermés

Si vous fermez les interrupteurs 1 et 4, le positif est connecté au côté gauche du moteur et le négatif à l’autre côté, et le moteur commence à tourner dans un sens.

Illustration d’un pont en H avec les contacteurs 2 et 3 fermés

Si vous fermez plutôt les interrupteurs 2 et 3, le positif est connecté du côté droit et le négatif du côté gauche, et le moteur tourne dans le sens opposé.

Comment assurez-vous un positionnement précis de l’actionneur?

L’une des choses les plus importantes à savoir sur un vérin est sa position. Le positionnement physique d’un actionneur linéaire commandé par PCB est basé sur des capteurs à effet Hall, qui comptent le nombre d’impulsions par tour de tige.

Traditionnellement, des interrupteurs électriques étaient montés à chaque extrémité de la tige pour étalonner le système de positionnement chaque fois qu’une butée physique était atteinte. Pour garantir un retour de position fiable de l’actionneur, il était nécessaire d’activer régulièrement au moins un de ces interrupteurs de fin de course. Si ce n’est pas le cas, le retour de position peut dériver dans le temps en raison de l’absence d’impulsions Hall sur l’encodeur, principalement à l’arrêt.

En raison de cette limitation, une application dans laquelle l’actionneur n’utilisait pas la course complète peut entraîner un retour d'information de position imprécis au fil du temps.

Un nouveau principe d’initialisation, développé par LINAK^®, a changé la façon dont le mouvement linéaire peut être initialisé. Il tire parti d’un petit aimant monté dans l’écrou de la tige, qui passe devant deux capteurs Hall sur la carte du circuit imprimé de l’actionneur situés tôt dans la longueur de course au "zeropoint". Les capteurs réagissent au passage de l’aimant dans l’écrou de tige, créant ainsi deux signaux Hall. Le microprocesseur vérifie l’intersection des deux champs magnétiques et utilise l’intersection comme point de référence pour l’initialisation.

Quelles sont les caractéristiques de la carte de circuit imprimé qui aident à protéger la machine?

Un certain nombre de caractéristiques des circuits imprimés aident à protéger les machines, fonctionnant avec un actionneur industriel LINAK^®. Un signal pulsatile assure le bon fonctionnement de l’électronique tandis que la fonctionnalité de démarrage et d’arrêt progressifs réduit la sollicitation mécanique de la machine et de l’actionneur. La fonction est obtenue par augmentation progressive de la valeur moyenne de la tension moteur (via MLI) et fonctionne de façon similaire au fait de relâcher progressivement l’embrayage d’une automobile.

La mesure du courant et de la température protège l’électronique du circuit imprimé et contribue à garantir des performances fiables de l’actionneur. Un microcontrôleur mesure le courant traversant le pont en H et coupe l’alimentation si le courant dépasse un niveau prédéfini. Les capteurs surveillent à la fois la température du pont en H et la température ambiante à l’intérieur du carter de l’actionneur et arrêtent le fonctionnement avant que la chaleur n’atteigne des niveaux dommageables.

Pour la protection CEM, le circuit imprimé de l’actionneur dispose d’une fonction de décharge de tension et d’une protection de polarité. Le niveau de décharge de tension des actionneurs industriels LINAK est prédéfini à 45 volts. Si un pic de tension dépasse ce niveau, le circuit imprimé s’arrête. La protection de polarité garantit que l’actionneur n’est pas endommagé si l’alimentation est mal branchée.

Le saviez-vous?

Un actionneur avec contrôleur intégré réduit le nombre de composants externes et le besoin d’un fournisseur tiers pour l’électronique de puissance. Il offre également une gamme complète d’interfaces faciles à utiliser pour votre processus de conception et d’intégration, même dans des systèmes complexes.

Les interfaces intégrées vous permettent d’accélérer le processus de conception du mouvement de l’actionneur – et il est plus facile de réaliser tout son potentiel en spécifiant plus qu’un simple mouvement linéaire. Que vos exigences d’application soient basiques ou avancées, opter pour un vérin avec contrôleur intégré IC™ est tout simplement un choix intelligent.