Moteurs à induction AC vs moteurs BLDC à onduleur : comment comparer les performances au démarrage en charge

Même un moteur capable de démarrer à vide ne peut pas toujours gérer du linge mouillé. Si un fabricant compare des variateurs à induction AC et des variateurs BLDC à onduleur, il serait plus pertinent de se demander si chaque système proposé peut supporter la charge au démarrage, atteindre la vitesse spécifiée (par exemple, 24 % plus rapide) et répéter (ou inverser) cette séquence dans ses limites électriques et thermiques. Il convient de comparer le couple moteur du lave-linge au même point de référence mécanique et dans des conditions de test définies. Une puissance nominale ou une démonstration à vide ne suffisent pas à prendre la décision.

Par induction AC, nous entendons ici un moteur de lave-linge monophasé de base, alimenté par le réseau électrique. Un moteur BLDC est un moteur sans balais entraîné par un variateur de fréquence adapté. Les moteurs à induction et les variateurs de vitesse sont un autre sujet. Aucune de ces appellations, prise isolément, n'implique un potentiel de démarrage en charge. Aucune de ces appellations ne garantit à elle seule la capacité de démarrage en charge.

Définissez ce que la machine à laver doit démarrer.

Commencez par décrire le type de lavage souhaité. Charger du linge humide dans un tambour à chargement frontal est fondamentalement différent du mouvement d'un agitateur brassant l'eau et les vêtements. Ces deux opérations ne sont pas équivalentes, même avec une capacité nominale identique. Avant de prélever des échantillons, notez le type de machine, le niveau d'eau (le cas échéant), la charge de linge, la répartition initiale du linge (en colonnes/rangées pour les machines à laver à tambour à grille*) ainsi que le sens de rotation souhaité.

Le couple de démarrage correspond à la vitesse de rotation initiale du moteur. Le couple nominal se réfère à un point de fonctionnement défini une fois le moteur en marche. (Voir le livre) Recherche de terminologie des moteurs à courant alternatifOriental Motor décrit cette différence. Lors de la conception de rondelles, le mouvement initial et l'accélération sont tous deux importants : un système peut vaincre le frottement statique sans jamais atteindre la vitesse souhaitée.

Choisissez un arbre de référence. Lorsqu'une courroie ou un réducteur est utilisé dans l'une des propositions, comparez le couple et la vitesse délivrés à cette charge entraînée avec les valeurs correspondantes d'une autre proposition impliquant également la transmission de puissance à ce même mécanisme. Tenez compte des pertes et des limites de transmission. Par conséquent, comparer les caractéristiques d'un moteur sans tenir compte des rapports de réduction peut donner l'impression qu'un petit moteur est insuffisant, alors que les valeurs de puissance varient en raison des réductions mécaniques.

Demandez au fournisseur où le couple a été mesuré : s’agit-il d’une valeur mesurée, calculée ou estimée par le contrôleur ? Veuillez conserver ces informations sur le rapport d’évaluation. La capacité de la machine à laver est un guide d’application et ne remplace pas ce document.

Vérifiez la configuration complète de l'induction AC

Une fiche technique pour courant alternatif doit préciser le type d'enroulement du moteur, la tension et la fréquence de distribution (et le condensateur le cas échéant), le schéma de commutation et le service admissible. Voici des exemples de produits pour lave-linge automatiques. Les risques liés à l'industrie du courant alternatif induisent une gamme de moteurs à Nanyang. L'image ci-dessous indique la catégorie du produit ; elle ne présente ni le résultat d'un test ni la compatibilité avec une machine à laver en particulier.

Demande les données de démarrage de facturation et de mesure, ainsi que la configuration de l'état des condensateurs. Si vous mesurez un condensateur, par exemple C7, ne le remplacez pas par un composant de laboratoire quelconque et n'utilisez pas cette mesure pour la vérification en production. Mesurez la tension réelle du moteur au démarrage, car une mesure avant la mise sous tension pourrait ne pas détecter une chute de tension en amont. Enregistrez la tension mesurée sur le moteur pendant le démarrage (idéalement, cette mesure devrait être effectuée après la mise sous tension, car une mesure avant peut ne pas détecter une chute de tension).

Le premier démarrage doit être différent du redémarrage après fonctionnement. La température de l'enroulement, le mouvement résiduel et la position de la charge peuvent différer. En cas d'inversion du sens de rotation pendant le programme de lavage, configurez la durée avant l'arrêt ou le temps de pause au prochain démarrage. Ces autres conditions restent à définir si le démarrage à froid réussit dans un seul sens. Un démarrage à froid réussi dans un seul sens laisse de nombreuses autres conditions sans réponse.

Vérifiez le moteur BLDC et son onduleur.

Dans notre cas Moteur BLDC pour machine à laver Le moteur et l'onduleur ne constituent qu'un élément du système d'entraînement. Le contrôleur, les limites de courant, la méthode de retour de position ou d'estimation, ainsi que les accélérations, influent également sur son comportement initial. Approuvez le moteur et l'onduleur conjointement, en tant que proposition intégrée, et non séparément à partir de descriptions de catalogue distinctes. De plus, confirmez le moteur et l'onduleur comme une proposition intégrée plutôt que deux approbations indépendantes à partir de descriptions de catalogue.

Le démarrage peut nécessiter une stratégie supplémentaire car, pour un entraînement sans capteur basé sur la force contre-électromotrice, le système ne dispose pas d'un retour d'information rotationnel suffisant. D'autres systèmes de retour d'information n'ont pas cette exigence. Il convient de se renseigner sur la méthodologie réellement appliquée par le système proposé, sur la manière dont il détermine le sens de rotation et sur l'endroit où un démarrage raté est signalé. Tous les contrôleurs BLDC n'utilisent pas la même séquence !

La rampe programmée peut faciliter le démarrage d'une charge dans la plage de couple disponible, mais le cycle de lavage doit impérativement se dérouler jusqu'à son terme, conformément au programme. Augmenter la limite de courant coûte plus d'un dollar américain. Le moteur, l'onduleur, les câbles et, par conséquent, les limites de protection doivent rester dans leurs plages contractuelles. Nanyang possède quelques produits de commande d'entraînement Cela pourrait lancer une discussion sur la portée nécessaire du contrôleur de moteur.

Avant les tests comparatifs, figez la version du firmware et des paramètres. Si la logique de montée en puissance ou de nouvelle tentative des fournisseurs change d'une exécution à l'autre, conservez les deux versions et notez laquelle a produit chaque résultat. Ainsi, une différence apparemment liée à la technologie du moteur pourrait en réalité être d'origine logicielle. Malheureusement, un changement qui semble imputable à la technologie du moteur pourrait en fait être une modification logicielle.

Élaborer une matrice de test de couple pour moteur de machine à laver

Appliquer les mêmes critères de déplacement côté charge et d'acceptation aux deux systèmes. Chaque système conservera une configuration électrique globalement équivalente. Imposer le même circuit interne à un variateur de fréquence et à un moteur alimenté par le réseau ne constitue pas un test équitable.

N'attendez pas le moment des tests ; définissez vos critères de réussite à l'avance. Fixez la lenteur cible et la plage de démarrage autorisée, la tolérance à l'excès de propension au démarrage et évaluez si une nouvelle tentative automatique vous rapproche du succès. Enregistrez l'identité de l'échantillon et le nombre de répétitions. Vos quantités et limites doivent provenir des spécifications du produit, telles qu'elles figurent dans le plan de développement, et non d'une liste de contrôle générique trouvée en ligne.

Il est également important de noter les valeurs actuelles. Les mesures concernent le courant de phase du moteur BLDC, le bus CC (onduleur) et le courant secteur. Comparer leurs valeurs de crête comme s'il s'agissait de la même chose fausse le classement. Lors de l'analyse de la demande d'alimentation, choisissez une mesure secteur précise ; lors de l'examen des limites d'entraînement, sélectionnez la mesure côté moteur appropriée.

Les essais doivent être réalisés dans le cadre d'un processus d'ingénierie rigoureux. Une sonde à charge bloquée se distingue d'un essai de démarrage sous charge ordinaire et requiert des critères spécifiques de protection, de longueur et d'arrêt. capacité de test de Nanyang est suffisamment compétent pour contribuer à une discussion sur les preuves nécessaires au projet spécifique ; convenir avec le fournisseur de la portée réelle des tests et du format du rapport.

Lisez la séquence de panne avant de changer le moteur

L'approche diffère de celle utilisée pour un interrupteur lorsqu'il s'agit d'un problème de démarrage de lave-linge. Le moteur est-il resté immobile, a-t-il brièvement tourné dans le mauvais sens, a-t-il accéléré puis s'est-il arrêté, ou la protection s'est-elle déclenchée avant le démarrage ? Enregistrez les courbes de tension, de courant et de vitesse pour les événements liés à ce comportement. Un code d'erreur final peut être généré, mais il décrit souvent uniquement la séquence des événements. L'ordre des erreurs dans ce code ne suffit généralement pas à décrire la série.

Inspection d'un système CA : vérifier l'alimentation, le condensateur, les connexions, la résistance mécanique et la séquence de commutation. Système mathématique : limitation de courant, validité du retour d'information (à définir), paramètres de démarrage et gestion des défauts pour un système BLDC. Ces deux éléments dépendent toujours de l'assemblage mécanique. Un roulement bien ajusté ou un engrenage mal adapté ne signifient pas nécessairement qu'un moteur de cette catégorie est défectueux.

Modifiez une condition connue à la fois et relancez les tests concernés. Une fois la correction réussie, effectuez une analyse de consensus plus large avec cette configuration corrigée. Conservez l'échec afin que l'équipe de production puisse identifier la propriété ou le composant en cause. Après avoir analysé les tentatives réussies et infructueuses, il est important de conserver le résultat de l'échec afin que l'équipe de production puisse déterminer le paramètre ou le composant ayant eu un impact.

Questions des équipes OEM

Une puissance nominale plus élevée signifie-t-elle un couple de démarrage moteur plus élevé ?

Non, la puissance nominale est associée à des conditions de fonctionnement spécifiques. Pour toute nouvelle capacité de démarrage, nous avons besoin d'informations sur le couple et la puissance d'entraînement de l'alimentation, du contrôleur ou du condensateur, de la charge mécanique, etc. Demandez les données initiales nécessaires et vérifiez la période d'accélération ainsi que le temps de démarrage. Un simple affichage d'une puissance plus élevée ne garantit pas un meilleur démarrage en charge.

Un moteur BLDC à onduleur est-il toujours plus performant pour démarrer une charge importante ?

Non. Un système BLDC correctement dimensionné permet de contrôler le démarrage, mais son fonctionnement dépend du moteur, de l'onduleur et des réglages en fonction de la charge. Un système à induction bien conçu peut également convenir. Utilisez les mêmes critères d'acceptation pour les lave-linge afin de comparer les résultats documentés plutôt que de choisir une technologie uniquement en fonction de son appellation.

Envoyez une exigence initiale que les fournisseurs peuvent évaluer

Préparez la configuration de la machine à laver, le mouvement côté charge, la plage d'alimentation et les points d'intérêt de transmission sur une comparaison utile du couple moteur de la machine à laver, en tenant compte des conditions individuelles de redémarrage à chaud, jusqu'en octobre 2023. Incluez le contrôleur ou le condensateur proposé pour chaque configuration et demandez-leur de produire des résultats couvrant cette combinaison unique. Contactez Nanyang Motor concernant les exigences de démarrage en charge afin que le système BLDC à induction AC ou à onduleur proposé puisse être évalué en fonction du travail qu'il doit effectuer.