Qu'est-ce qu'un PCB de commande de moteur et comment fonctionne-t-il ?

Les fabricants de PCB conçoivent des circuits imprimés pour faire fonctionner des appareils ou des systèmes spécifiques. Le PCB de commande du moteur, par exemple, fait fonctionner un moteur électrique, garantissant ainsi son bon fonctionnement, son efficacité et sa sécurité. Ces fonctions en font un élément essentiel des équipements et systèmes électriques. Ci-dessous, nous examinons plus en détail ce type de PCB et son application dans différentes industries.

Qu'est-ce qu'une carte de commande moteur ?

C'est un circuit imprimé utilisé pour faire fonctionner un un moteur électrique. Vous pouvez également l'appeler un PCB de pilote de moteur car il régule la puissance allant à ses enroulements, le faisant démarrer ou s'arrêter.

La carte contient également l'électronique et les circuits pour régler vitesse et couple. D'autres fonctions incluent la gestion de l'énergie pour des fonctions d'efficacité et de sécurité telles que la protection contre les surcharges et l'arrêt thermique.

La planche est disponible en différents types et tailles. Il peut s'agir d'un simple module pour un petit Moteur à courant continu ou une carte complexe pour le moteur triphasé d'un système ou d'une unité industrielle.

Certains PCB de pilote se connectent à des contrôleurs séparés et reçoivent des entrées de lecteur. Certains intègrent le microcontrôleur dans leurs circuits, assurant des fonctions de contrôle et de pilotage.

Fonction PCB de commande du moteur

Un PCB moteur assure son bon fonctionnement. Il reçoit les entrées de l'utilisateur ou les informations du capteur, interprétant les signaux pour déterminer l'opération requise. Grâce aux entrées, il remplit les fonctions suivantes :

Démarrage et arrêt du moteur

La fonction principale du circuit imprimé du moteur est de démarrer et d’arrêter sa rotation. Le PCB ouvre le circuit d'alimentation pour le connecter à une source de tension pour la fonction de démarrage.

La carte contient également l'électronique qui déconnecte la source d'alimentation pour arrêter le moteur et un circuit qui applique une tension de freinage inverse ou une résistance de freinage.

Jogging et Inching

Jogging et pouces sont des opérations motrices quotidiennes. En jogging, le PCB applique momentanément la pleine tension de ligne, démarrant et arrêtant le moteur pour produire de courtes poussées de mouvement. Ces mouvements déplacent alors une charge.

L'approche lente démarre la rotation par courtes rafales mais à une tension plus faible. Ces opérations sont utiles lors du réglage des machines-outils ou de l'utilisation d'applications nécessitant un positionnement précis de la charge.

Communication et rétroaction

Les circuits de commande de moteur pour systèmes avancés comportent des interfaces de communication pour les connecter à d'autres appareils ou systèmes. Certains intègrent des capteurs et d’autres dispositifs pour fonctionner en boucle fermée, en particulier lorsqu’ils sont conçus pour des systèmes intelligents.

Protection du moteur et des circuits

La carte contient des circuits de détection de surchauffe et de surcharge. Ceux-ci protègent la carte et les autres circuits contre pannes électriques et surchauffe.

Cependant, la protection continue au-delà du conseil d'administration. Il comprend également des dispositifs de sécurité externes tels que des relais et des disjoncteurs pour surcharge et court-circuit protection.

Méthodes de contrôle des PCB du moteur

Le pilote du moteur est la partie qui contrôle directement la puissance transmise aux bobines du stator ou de l'induit. Il contient généralement des composants discrets pour gérer le courant plus élevé et fonctionne à l'aide des entrées du contrôleur. Le PCB de contrôle typique utilise ces types de circuits de commande.

Contrôle du pont H

Les schémas d'un circuit en pont en H forment un « H ». Il est constitué de quatre interrupteurs regroupés en deux et comporte des transistors bipolaires ou, le plus souvent, MOSFETs.

La fermeture de deux de ces interrupteurs applique la puissance dans une direction. La fermeture des deux autres interrupteurs change la polarité et le sens de rotation. Le pilote H Bridge est la méthode de contrôle la plus utilisée pour les moteurs à courant continu.

Contrôle de résistance variable

Dans cette méthode, le PCB du pilote contrôle la quantité de courant circulant dans les bobines d'induit à l'aide de résistances. En faisant varier la résistance, il ajuste la tension, régulant ainsi la vitesse et le couple.

En plus du contrôle de vitesse, les résistances aident à limiter courants d'appel. Il présente l’avantage de fonctionner, d’assurer des niveaux de tension sûrs et d’éviter la surchauffe.

Contrôle PWM

PWM signifie modulation de largeur d'impulsion. Il s'agit d'une méthode de contrôle dans laquelle le circuit pilote allume et éteint rapidement l'alimentation, produisant une série d'impulsions carrées.

La variation de la vitesse marche/arrêt (fréquence) modifie la largeur des impulsions. Cela, à son tour, fait varier la tension, permettant au PCB d'ajuster la vitesse sans réduire le courant ni perdre de couple.

Types de cartes de circuits imprimés de commande de moteur

Différents types de moteurs utilisent différents types de circuits imprimés de commande. Sur la base de cette méthode de classification, nous avons les types suivants : PCB pour moteurs AC, DC, pas à pas et servomoteurs.

PCB de commande de moteur à courant alternatif

Vous pouvez également l'appeler pilote à vitesse variable ou onduleur AC. Il fonctionne en modifiant la fréquence d'alimentation pour contrôler des fonctions telles que la vitesse et le couple. Le driver AC convient aux usages qui nécessitent une variation constante de vitesse.

PCB de commande de moteur à courant continu

Le type DC transforme l’entrée AC en un courant pulsé unidirectionnel. Il est généralement utilisé dans les moteurs à courant continu fonctionnant sur courant alternatif. La carte DC est populaire dans les applications à faible vitesse.

PCB de commande de moteur pas à pas

Ce type de pilote convertit la puissance d'entrée en une sortie CC pulsée, la transmettant aux phases du stator et les faisant tourner par « étapes ». Cette méthode de contrôle élimine le besoin d’un système de rétroaction. L'augmentation de la vitesse des impulsions augmente la vitesse de rotation et vice versa.

PCB de commande de servomoteur

Un PCB de contrôleur de servomoteur utilise un Resistance variable (potentiomètre) et signal PWM pour la régulation de position, de vitesse ou de couple. Les versions numériques utilisent à la place un microprocesseur. Un mécanisme en boucle fermée avec un capteur permet aux circuits du contrôleur et du pilote d'assurer un positionnement correct.

Applications de circuits imprimés de commande de moteur

La carte moteur électrique est standard dans de nombreuses applications, depuis les appareils électroménagers jusqu'aux systèmes d'automatisation avancés que l'on trouve dans les installations de fabrication. Vous trouverez ci-dessous une liste d'applications nécessitant ce type de circuit imprimé.

Electronique

Ces PCB font partie intégrante de l'électronique grand public comme les ventilateurs, les machines à laver, les climatiseurs, etc. Les cartes régulent leur fonctionnement et s'interfacent avec diverses entrées d'appareils pour fournir des options de contrôle avancées.

Équipements et systèmes de fabrication

Le tableau fait fonctionner des systèmes motorisés comme des convoyeurs, Machines CNC, et les équipements de tri ou d'emballage dans l'industrie manufacturière. Il régule diverses fonctions telles que la rotation, le maintien de la charge et l'actionnement.

Systèmes automobiles

Différents systèmes automobiles utilisent des PCB dédiés pour réguler le fonctionnement de divers composants essentiels au bon fonctionnement des véhicules. Il s'agit notamment de la climatisation, des essuie-glaces, des pompes multiples et des systèmes d'ouverture et de fermeture des fenêtres.

Robotique

Les systèmes robotiques électriques s'appuient sur les circuits imprimés de commande pour déplacer les bras, les pinces et d'autres pièces. Ces systèmes robotiques trouvent des applications pratiques dans l’automatisation industrielle, les dispositifs et équipements médicaux et d’autres industries.

Véhicules électriques

Les voitures électriques, scooters et autres véhicules électriques s'appuient sur l'électronique contrôlée par PCB pour une rotation précise et d'autres fonctions. Les circuits imprimés se connectent à d'autres appareils, notamment des capteurs, pour réguler la propulsion et le freinage.

Équipements militaires et systèmes de défense

Les appareils militaires motorisés et les systèmes de défense contiennent des circuits imprimés de contrôleur et de pilote uniques qui démarrent, arrêtent et font varier la vitesse pour atteindre les fonctions souhaitées. Le contrôle électronique rend les systèmes très précis, avec d'autres avantages tels que l'efficacité énergétique.

Systèmes aérospatiaux

Les moteurs électriques déplacent les volets, le train d’atterrissage et d’autres composants de l’avion. Tous ces systèmes nécessitent des PCB pour recevoir des entrées et réguler la puissance, garantissant des mouvements précis. Les cartes doivent fonctionner de manière fiable et résister aux environnements difficiles.

Conclusion

Le PCB de commande de moteur est un élément essentiel des appareils ou des systèmes utilisant des moteurs électriques, des appareils électroménagers aux immenses machines des usines de fabrication. Il dispose d'un circuit unique qui peut réguler le fonctionnement, permettant des vitesses variables et d'autres avantages tels qu'une protection contre les surcharges et les surchauffes.