{"id":27760,"date":"2026-09-10T10:16:06","date_gmt":"2026-09-10T02:16:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/?p=27760"},"modified":"2026-11-13T15:51:08","modified_gmt":"2026-11-13T07:51:08","slug":"foc-ou-commutation-en-six-etapes-quelle-methode-de-commande-des-moteurs-bldc-est-la-plus-performante","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/foc-ou-commutation-en-six-etapes-quelle-methode-de-commande-des-moteurs-bldc-est-la-plus-performante\/","title":{"rendered":"FOC ou commutation en six \u00e9tapes : quelle m\u00e9thode de commande des moteurs BLDC est la plus performante ?"},"content":{"rendered":"

Le choix d’un moteur BLDC ne constitue qu’une partie de la conception d’un bon syst\u00e8me de mouvement. La mani\u00e8re dont le moteur est command\u00e9 peut avoir une influence tout aussi importante sur le bruit, la r\u00e9gularit\u00e9 du couple, le rendement, le comportement \u00e0 basse vitesse et m\u00eame la taille des composants \u00e9lectroniques.<\/p>\n

Deux approches courantes sont la commutation en six \u00e9tapes et le contr\u00f4le orient\u00e9 champ (FOC).<\/p>\n

La commutation en six \u00e9tapes est simple : il suffit de commuter les phases du moteur en fonction de la position du rotor, ce qui permet de conserver une structure de contr\u00f4le relativement simple. La commande FOC adopte une approche diff\u00e9rente. Elle r\u00e9gule en continu le vecteur de courant par rapport au champ magn\u00e9tique du rotor, ce qui conf\u00e8re au contr\u00f4leur un contr\u00f4le beaucoup plus fin du couple.<\/p>\n

La commande FOC est g\u00e9n\u00e9ralement la meilleure option lorsque la r\u00e9gularit\u00e9 et la pr\u00e9cision du contr\u00f4le sont primordiales. Elle n\u2019est toutefois pas toujours le meilleur choix pour toutes les applications de moteurs BLDC.<\/p>\n

Pour de nombreuses pompes, ventilateurs, soufflantes, outils \u00e9lectriques et entra\u00eenements o\u00f9 le co\u00fbt est un facteur d\u00e9terminant, la commutation en six \u00e9tapes reste une solution pratique.<\/p>\n

La m\u00e9thode la plus adapt\u00e9e d\u00e9pend des besoins r\u00e9els de la machine.<\/p>\n

\"Six-Step<\/p>\n

<\/span>Fonctionnement de la commutation \u00e0 six \u00e9tapes<\/span><\/h2>\n

Un moteur BLDC<\/a> triphas\u00e9 comporte trois phases statoriques. Dans la commande \u00e0 six \u00e9tapes, l\u2019onduleur passe par six \u00e9tats \u00e9lectriques au cours de chaque cycle \u00e9lectrique.<\/p>\n

\u00c0 une \u00e9tape donn\u00e9e, deux phases sont normalement conductrices tandis que la troisi\u00e8me phase n\u2019est pas aliment\u00e9e. Une fois que le rotor a avanc\u00e9 d\u2019environ 60 degr\u00e9s \u00e9lectriques, le contr\u00f4leur passe \u00e0 l\u2019\u00e9tat de commutation suivant.<\/p>\n

La s\u00e9quence se poursuit :<\/p>\n

\u00c9tape 1 \u2192 \u00c9tape 2 \u2192 \u00c9tape 3 \u2192 \u00c9tape 4 \u2192 \u00c9tape 5 \u2192 \u00c9tape 6 \u2192 R\u00e9p\u00e9ter<\/strong><\/p>\n

La position du rotor peut \u00eatre d\u00e9termin\u00e9e \u00e0 l\u2019aide de capteurs \u00e0 effet Hall ou estim\u00e9e \u00e0 partir de signaux tels que la force contre-\u00e9lectromotrice.<\/p>\n

Le principal avantage est \u00e9vident : le contr\u00f4leur n\u2019a pas besoin d\u2019un mod\u00e8le math\u00e9matique complexe pour d\u00e9terminer le vecteur de courant en continu. La logique de commutation est relativement facile \u00e0 comprendre, \u00e0 mettre en \u0153uvre et \u00e0 d\u00e9panner.<\/p>\n

Cela rend le syst\u00e8me \u00ab Six-Step \u00bb particuli\u00e8rement int\u00e9ressant lorsque le moteur doit avant tout tourner de mani\u00e8re fiable \u00e0 une vitesse contr\u00f4l\u00e9e, plut\u00f4t que de fournir un couple exceptionnellement r\u00e9gulier.<\/p>\n

Cependant, la commutation discr\u00e8te constitue \u00e9galement sa principale faiblesse.<\/p>\n

Au lieu de faire tourner le champ du stator en continu, le \u00ab Six-Step \u00bb le d\u00e9place en fait d\u2019un secteur \u00e0 l\u2019autre. L\u2019angle de production du couple varie donc au sein de chaque secteur de commutation, et le passage d\u2019un secteur \u00e0 l\u2019autre introduit des perturbations suppl\u00e9mentaires.<\/p>\n

Il en r\u00e9sulte une plus grande ondulation du couple, des vibrations et, potentiellement, un bruit plus audible.<\/p>\n

\"Field-Oriented<\/p>\n

<\/span>Fonctionnement de la commande orient\u00e9e champ<\/span><\/h2>\n

La commande FOC aborde le m\u00eame moteur sous un angle diff\u00e9rent.<\/p>\n

Plut\u00f4t que de se contenter de d\u00e9terminer quelles deux phases doivent \u00eatre conductrices, la commande FOC tente de contr\u00f4ler l\u2019amplitude et la direction du champ magn\u00e9tique du stator par rapport au rotor.<\/p>\n

Les courants triphas\u00e9s sont math\u00e9matiquement transform\u00e9s dans un syst\u00e8me de coordonn\u00e9es tournant, g\u00e9n\u00e9ralement repr\u00e9sent\u00e9 par deux composantes :<\/p>\n

    \n
  • le courant de l\u2019axe d (Id) \u2014 associ\u00e9 au flux magn\u00e9tique<\/li>\n
  • courant de l\u2019axe q (Iq) \u2014 principalement responsable du couple<\/li>\n<\/ul>\n

    Dans de nombreuses conditions de fonctionnement des moteurs \u00e0 aimants permanents, le contr\u00f4leur tente de maintenir le couple requis via Iq tout en conservant Id proche de sa valeur souhait\u00e9e.<\/p>\n

    Une cha\u00eene de commande typique se pr\u00e9sente globalement comme suit :<\/p>\n

    Mesure du courant \u2192 Transformation de Clarke \u2192 Transformation de Park \u2192 Commande Id\/Iq \u2192 Transformation inverse \u2192 PWM\/SVPWM \u2192 Onduleur<\/p>\n

    La cl\u00e9 r\u00e9side dans la mani\u00e8re dont la technique FOC am\u00e9liore la commande du moteur. La diff\u00e9rence concr\u00e8te est que la technique FOC ajuste en continu le vecteur de courant au lieu d\u2019attendre le prochain point de commutation \u00e0 60 degr\u00e9s.<\/p>\n

    Cela produit une interaction \u00e9lectromagn\u00e9tique beaucoup plus fluide entre le stator et le rotor.<\/p>\n

    <\/span>Comparaison rapide entre le FOC et le syst\u00e8me \u00e0 six \u00e9tapes<\/span><\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
    Facteur<\/td>\nCommutation \u00e0 six \u00e9tapes<\/td>\nFOC<\/td>\n<\/tr>\n
    Principe de commande<\/td>\nCommutation discr\u00e8te \u00e0 6 secteurs<\/td>\nCommande continue par vecteur de courant<\/td>\n<\/tr>\n
    Courant de phase<\/td>\nG\u00e9n\u00e9ralement en blocs\/trap\u00e9zo\u00efdal<\/td>\nG\u00e9n\u00e9ralement sinuso\u00efdal<\/td>\n<\/tr>\n
    Ondulation du couple<\/td>\nPlus \u00e9lev\u00e9e<\/td>\nPlus faible<\/td>\n<\/tr>\n
    Souplesse \u00e0 basse vitesse<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9e \u00e0 m\u00e9diocre<\/td>\nTr\u00e8s bonne lorsqu\u2019elle est correctement mise en \u0153uvre<\/td>\n<\/tr>\n
    Bruit acoustique<\/td>\nG\u00e9n\u00e9ralement plus \u00e9lev\u00e9<\/td>\nG\u00e9n\u00e9ralement plus faible<\/td>\n<\/tr>\n
    Contr\u00f4le du couple<\/td>\nDe base<\/td>\nPr\u00e9cis<\/td>\n<\/tr>\n
    Potentiel d’efficacit\u00e9<\/td>\nBon<\/td>\nTr\u00e8s bon<\/td>\n<\/tr>\n
    Exigences en mati\u00e8re de microcontr\u00f4leur<\/td>\nFaible<\/td>\nPlus \u00e9lev\u00e9es<\/td>\n<\/tr>\n
    D\u00e9tection de courant<\/td>\nRelativement simple<\/td>\nPlus exigeante<\/td>\n<\/tr>\n
    Complexit\u00e9 logicielle<\/td>\nFaible<\/td>\n\u00c9lev\u00e9e<\/td>\n<\/tr>\n
    Besoins en mati\u00e8re de r\u00e9glage<\/td>\nLimit\u00e9<\/td>\nImportantes<\/td>\n<\/tr>\n
    Co\u00fbt de d\u00e9veloppement<\/td>\nFaible<\/td>\nPlus \u00e9lev\u00e9s<\/td>\n<\/tr>\n
    Id\u00e9al<\/td>\nEntra\u00eenements simples et \u00e9conomiques<\/td>\nEntra\u00eenements de pr\u00e9cision et haute performance<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    Ce tableau donne l’impression que la technologie FOC est clairement la meilleure option, mais les d\u00e9cisions techniques ne doivent pas \u00eatre prises uniquement sur la base des sp\u00e9cifications de performance.<\/p>\n

    Ces performances suppl\u00e9mentaires ont un co\u00fbt.<\/p>\n

    \"FOC<\/p>\n

    <\/span>Lissage du couple : la diff\u00e9rence la plus notable<\/span><\/h2>\n

    C\u2019est g\u00e9n\u00e9ralement au niveau de l\u2019ondulation de couple que la diff\u00e9rence se ressent le plus facilement.<\/p>\n

    Dans la commande en six \u00e9tapes, la relation entre le champ magn\u00e9tique du rotor et le courant du stator n\u2019est pas parfaitement maintenue tout au long du cycle \u00e9lectrique. Les \u00e9v\u00e9nements de commutation cr\u00e9ent \u00e9galement des variations transitoires du courant.<\/p>\n

    \u00c0 vitesse \u00e9lev\u00e9e, l\u2019inertie m\u00e9canique peut masquer une grande partie de ce comportement.<\/p>\n

    Celui-ci devient plus perceptible \u00e0 basse vitesse. Un moteur peut pr\u00e9senter de l\u00e9g\u00e8res pulsations de vitesse, des vibrations, un bruit de commutation audible ou un mouvement irr\u00e9gulier sous une charge l\u00e9g\u00e8re.<\/p>\n

    Le FOC \u00e9vite en grande partie les importantes perturbations p\u00e9riodiques de couple associ\u00e9es \u00e0 la commutation par blocs, car le vecteur de courant suit le rotor en continu.<\/p>\n

    Cela rev\u00eat une importance particuli\u00e8re dans des applications telles que :<\/p>\n

      \n
    • les articulations robotiques<\/li>\n
    • les servom\u00e9canismes<\/li>\n
    • syst\u00e8mes de positionnement de pr\u00e9cision<\/li>\n
    • direction assist\u00e9e \u00e9lectrique<\/li>\n
    • v\u00e9hicules \u00e0 guidage automatique (AGV) et robots mobiles<\/li>\n
    • appareils \u00e9lectrom\u00e9nagers silencieux<\/li>\n
    • \u00e9quipements m\u00e9dicaux<\/li>\n<\/ul>\n

      Toutefois, si un moteur entra\u00eene un ventilateur centrifuge \u00e0 grande vitesse, une l\u00e9g\u00e8re ondulation du couple peut avoir peu d\u2019effet sur la machine finale.<\/p>\n

      C\u2019est l\u2019application qui d\u00e9termine si un couple plus r\u00e9gulier est utile ou s\u2019il s\u2019agit simplement d\u2019une prouesse technique.<\/p>\n

      <\/span>Performances \u00e0 basse vitesse<\/span><\/h2>\n

      Le fonctionnement \u00e0 basse vitesse met en \u00e9vidence les faiblesses d\u2019un syst\u00e8me de commande de moteur.<\/p>\n

      \u00c0 haute vitesse, l\u2019inertie du rotor lisse les variations de couple. \u00c0 basse vitesse, chaque \u00e9v\u00e9nement de commutation devient plus perceptible sur le plan m\u00e9canique.<\/p>\n

      Les syst\u00e8mes \u00e0 six pas peuvent donc sembler moins raffin\u00e9s lorsqu\u2019ils fonctionnent lentement, en particulier lorsqu\u2019on utilise des capteurs \u00e0 effet Hall fournissant des informations relativement grossi\u00e8res sur la position du rotor.<\/p>\n

      Le FOC peut offrir un fonctionnement \u00e0 basse vitesse nettement plus r\u00e9gulier, car le contr\u00f4leur r\u00e9gule le courant de phase en fonction d\u2019un angle de rotor beaucoup plus pr\u00e9cis.<\/p>\n

      Mais il existe une condition importante :<\/p>\n

      le FOC a besoin d\u2019informations fiables sur la position du rotor.<\/p>\n

      Avec un codeur ou un r\u00e9solveur, un contr\u00f4le pr\u00e9cis \u00e0 basse vitesse et \u00e0 vitesse nulle est relativement simple.<\/p>\n

      Le FOC sans capteur est plus compliqu\u00e9.<\/p>\n

      \u00c0 tr\u00e8s basse vitesse, la force contre-\u00e9lectromotrice (FCE) s’affaiblit ; le contr\u00f4leur peut donc avoir besoin de m\u00e9thodes d’estimation avanc\u00e9es, d’injection \u00e0 haute fr\u00e9quence, de strat\u00e9gies de d\u00e9marrage en boucle ouverte ou d’autres techniques pour d\u00e9terminer la position du rotor.<\/p>\n

      Par cons\u00e9quent, l’affirmation selon laquelle \u00ab le FOC offre d’excellentes performances \u00e0 vitesse nulle \u00bb n’est vraie que lorsque la strat\u00e9gie de d\u00e9termination de la position du rotor le permet.<\/p>\n

      <\/span>Rendement : le FOC pr\u00e9sente g\u00e9n\u00e9ralement un avantage, mais pas dans tous les cas<\/span><\/h2>\n

      Le FOC est souvent d\u00e9crit comme la m\u00e9thode la plus efficace, car il permet de mieux aligner le courant statorique sur la direction de production du couple.<\/p>\n

      Cela r\u00e9duit le courant inutile et peut diminuer les pertes dans le cuivre du moteur.<\/p>\n

      Pour les \u00e9quipements fonctionnant en continu \u2014 tels que les ventilateurs de CVC, les pompes industrielles, les compresseurs ou les v\u00e9hicules \u00e9lectriques \u2014, m\u00eame une am\u00e9lioration modeste du rendement peut s\u2019av\u00e9rer significative sur des milliers d\u2019heures de fonctionnement.<\/p>\n

      Mais le rendement doit \u00eatre \u00e9valu\u00e9 au niveau du syst\u00e8me, et non pas uniquement \u00e0 partir de l\u2019algorithme de commande.<\/p>\n

      Le FOC implique g\u00e9n\u00e9ralement un fonctionnement PWM continu et des fr\u00e9quences de commutation relativement \u00e9lev\u00e9es. Cela g\u00e9n\u00e8re des pertes de commutation dans les MOSFET ou les IGBT.<\/p>\n

      Le contr\u00f4le en six \u00e9tapes peut parfois fonctionner avec des sch\u00e9mas de commutation plus simples et des pertes de l\u2019onduleur plus faibles.<\/p>\n

      Le moteur lui-m\u00eame a \u00e9galement son importance.<\/p>\n

      Un moteur con\u00e7u pour une forme d\u2019onde de force contre-\u00e9lectromotrice (FCE) fortement trap\u00e9zo\u00efdale peut tr\u00e8s bien fonctionner avec une commande \u00ab Six-Step \u00bb, tandis qu\u2019un moteur pr\u00e9sentant un profil de FCE plus sinuso\u00efdal est g\u00e9n\u00e9ralement mieux adapt\u00e9 \u00e0 une commande de courant sinuso\u00efdale.<\/p>\n

      Une meilleure question \u00e0 se poser est : \u00ab La commande FOC est-elle plus efficace ? \u00bb<\/p>\n

      Oui, elle l\u2019est :<\/p>\n

      \u00ab Quelle strat\u00e9gie de commande offre \u00e0 ce moteur le meilleur rendement du syst\u00e8me sur toute sa plage de fonctionnement r\u00e9elle ? \u00bb<\/p>\n

      Cette distinction est importante.<\/p>\n

      <\/span>Bruit et vibrations<\/span><\/h2>\n

      Le bruit devient une raison de plus en plus importante d\u2019utiliser la commande FOC.<\/p>\n

      La commutation \u00e0 six \u00e9tapes g\u00e9n\u00e8re une excitation \u00e9lectromagn\u00e9tique p\u00e9riodique. En fonction de la construction du moteur, de sa vitesse, de la r\u00e9sonance m\u00e9canique et de la conception du bo\u00eetier, ces harmoniques peuvent devenir audibles.<\/p>\n

      Cela n\u2019a peut-\u00eatre pas d\u2019importance pour une pompe industrielle install\u00e9e \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur d\u2019une usine.<\/p>\n

      En revanche, cela rev\u00eat une importance consid\u00e9rable dans :<\/p>\n

        \n
      • syst\u00e8mes CVC r\u00e9sidentiels<\/li>\n
      • les compresseurs de r\u00e9frig\u00e9rateurs<\/li>\n
      • ventilateurs haut de gamme<\/li>\n
      • les \u00e9quipements m\u00e9dicaux<\/li>\n
      • l’automatisation de bureau<\/li>\n
      • syst\u00e8mes d’habitacle automobile<\/li>\n
      • robots collaboratifs<\/li>\n<\/ul>\n

        La technologie FOC ne permet pas d\u2019\u00e9liminer toutes les sources de bruit des moteurs. Les roulements, le couple de cogging, le d\u00e9s\u00e9quilibre du rotor, la fr\u00e9quence PWM, la r\u00e9sonance structurelle et les composants de transmission m\u00e9canique restent des facteurs importants.<\/p>\n

        Mais l\u2019\u00e9limination des fortes perturbations de couple li\u00e9es \u00e0 la commutation offre aux ing\u00e9nieurs un bien meilleur point de d\u00e9part pour concevoir un syst\u00e8me silencieux.<\/p>\n

        <\/span>Complexit\u00e9 mat\u00e9rielle et logicielle<\/span><\/h2>\n

        C\u2019est l\u00e0 que Six-Step entre en jeu.<\/p>\n

        Un contr\u00f4leur Six-Step peut \u00eatre relativement compact. Selon sa conception, il peut n\u00e9cessiter des entr\u00e9es Hall ou une d\u00e9tection de force contre-\u00e9lectromotrice, une boucle de vitesse de base, la g\u00e9n\u00e9ration de PWM et une logique de commutation simple.<\/p>\n

        La technique FOC n\u00e9cessite bien plus.<\/p>\n

        Le contr\u00f4leur peut devoir effectuer les op\u00e9rations suivantes :<\/p>\n

        \u00c9chantillonnage du courant \u2192 Transformations de coordonn\u00e9es \u2192 R\u00e9gulation PI du courant \u2192 Traitement de l\u2019angle du rotor \u2192 Calcul de la tension \u2192 G\u00e9n\u00e9ration de PWM<\/p>\n

        et r\u00e9p\u00e9ter cette boucle de contr\u00f4le des milliers de fois par seconde.<\/p>\n

        La mesure du courant prend \u00e9galement une importance accrue. La synchronisation du convertisseur analogique-num\u00e9rique (ADC), le d\u00e9calage de l\u2019amplificateur, la bande passante du capteur de courant, la compensation du temps mort, la pr\u00e9cision de l\u2019angle du rotor et le r\u00e9glage de la boucle de commande peuvent tous affecter les performances.<\/p>\n

        Un contr\u00f4leur FOC mal impl\u00e9ment\u00e9 peut en r\u00e9alit\u00e9 offrir des performances inf\u00e9rieures \u00e0 celles d\u2019un contr\u00f4leur \u00e0 six \u00e9tapes bien con\u00e7u.<\/p>\n

        C\u2019est l\u2019un des points les plus souvent n\u00e9glig\u00e9s lors de la comparaison des deux m\u00e9thodes.<\/p>\n

        La m\u00e9thode FOC offre un potentiel de performances plus \u00e9lev\u00e9, mais elle exige \u00e9galement une meilleure ing\u00e9nierie.<\/p>\n

        <\/span>Le co\u00fbt ne se limite pas au prix du microcontr\u00f4leur<\/span><\/h2>\n

        Les microcontr\u00f4leurs modernes ont consid\u00e9rablement r\u00e9duit l\u2019\u00e9cart de co\u00fbt mat\u00e9riel.<\/p>\n

        Des processeurs capables d\u2019effectuer des transformations de Clarke\/Park, une r\u00e9gulation PI, un SVPWM et une estimation du rotor sont d\u00e9sormais largement disponibles.<\/p>\n

        Mais le co\u00fbt de d\u00e9veloppement reste un facteur important.<\/p>\n

        La m\u00e9thode FOC peut n\u00e9cessiter davantage de temps d\u2019ing\u00e9nierie pour :<\/p>\n

          \n
        • l’identification des param\u00e8tres du moteur<\/li>\n
        • le r\u00e9glage de la boucle de courant<\/li>\n
        • le r\u00e9glage de la boucle de vitesse<\/li>\n
        • l’\u00e9talonnage des capteurs<\/li>\n
        • l’optimisation du d\u00e9marrage<\/li>\n
        • d\u00e9veloppement d’estimateurs sans capteur<\/li>\n
        • tests de d\u00e9tection de d\u00e9fauts<\/li>\n
        • optimisation des interf\u00e9rences \u00e9lectromagn\u00e9tiques<\/li>\n<\/ul>\n

          Si un fabricant produit des centaines de milliers de ventilateurs \u00e0 bas prix, il peut \u00eatre difficile de justifier un effort de d\u00e9veloppement suppl\u00e9mentaire ou des co\u00fbts \u00e9lectroniques suppl\u00e9mentaires.<\/p>\n

          En revanche, pour un actionneur de robot haut de gamme, c\u2019est tout le contraire. Un meilleur contr\u00f4le du couple et un mouvement plus fluide peuvent facilement justifier l\u2019utilisation d\u2019un contr\u00f4leur plus sophistiqu\u00e9.<\/p>\n

          <\/span>Le fonctionnement sans capteur change la donne<\/span><\/h2>\n

          Les techniques \u00ab Six-Step \u00bb et FOC peuvent toutes deux fonctionner sans capteurs m\u00e9caniques de position du rotor.<\/p>\n

          La technique \u00ab Six-Step \u00bb sans capteur utilise g\u00e9n\u00e9ralement les informations de force contre-\u00e9lectromotrice (FCE) provenant de la phase non aliment\u00e9e pour d\u00e9terminer le moment de la commutation.<\/p>\n

          Le concept est relativement simple et fonctionne bien une fois que le moteur a atteint une vitesse suffisante.<\/p>\n

          Le FOC sans capteur estime la position du rotor en continu \u00e0 l\u2019aide du comportement \u00e9lectrique mesur\u00e9 et d\u2019un observateur ou d\u2019un estimateur math\u00e9matique.<\/p>\n

          Cela peut offrir d\u2019excellentes performances, mais la mise en \u0153uvre devient nettement plus exigeante, en particulier lors du d\u00e9marrage et en fonctionnement \u00e0 tr\u00e8s basse vitesse.<\/p>\n

          Pour les applications fonctionnant la plupart du temps \u00e0 vitesse mod\u00e9r\u00e9e ou \u00e9lev\u00e9e, le syst\u00e8me \u00ab Six-Step \u00bb sans capteur peut donc offrir un compromis tr\u00e8s int\u00e9ressant entre co\u00fbt et performances.<\/p>\n

          Pour les applications n\u00e9cessitant une acc\u00e9l\u00e9ration en douceur, une large plage de vitesses, un couple contr\u00f4l\u00e9 et une r\u00e9ponse dynamique affin\u00e9e, le syst\u00e8me FOC sans capteur peut justifier l\u2019effort de d\u00e9veloppement suppl\u00e9mentaire.<\/p>\n

          <\/span>S\u00e9lection en fonction de l\u2019application<\/span><\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
          Application<\/td>\nApproche recommand\u00e9e<\/td>\nRaison principale<\/td>\n<\/tr>\n
          Ventilateur de refroidissement \u00e0 faible co\u00fbt<\/td>\nEn six \u00e9tapes<\/td>\nCo\u00fbt et simplicit\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
          Pompe industrielle de base<\/td>\nSix \u00e9tapes \/ FOC<\/td>\nEn fonction de l\u2019objectif de rendement<\/td>\n<\/tr>\n
          Ventilateur CVC<\/td>\nFOC<\/td>\nBruit et rendement \u00e9nerg\u00e9tique<\/td>\n<\/tr>\n
          Outils \u00e9lectriques<\/td>\nSix \u00e9tapes \/ FOC<\/td>\nEn fonction des exigences en mati\u00e8re de contr\u00f4le du couple<\/td>\n<\/tr>\n
          Articulation de robot<\/td>\nFOC<\/td>\nCouple r\u00e9gulier \u00e0 basse vitesse<\/td>\n<\/tr>\n
          Servo-actionneur<\/td>\nFOC<\/td>\nContr\u00f4le pr\u00e9cis du couple et de la position<\/td>\n<\/tr>\n
          Entra\u00eenement AGV<\/td>\nFOC<\/td>\nContr\u00f4le \u00e0 basse vitesse et rendement<\/td>\n<\/tr>\n
          V\u00e9lo \u00e9lectrique<\/td>\nLes deux sont possibles<\/td>\nCo\u00fbt vs sophistication<\/td>\n<\/tr>\n
          Moteur de traction pour v\u00e9hicule \u00e9lectrique<\/td>\nFOC<\/td>\nLarge plage de vitesses et contr\u00f4le du couple<\/td>\n<\/tr>\n
          Syst\u00e8me de mouvement m\u00e9dical<\/td>\nFOC<\/td>\nFonctionnement silencieux et fluide<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

          Il n\u2019existe pas de ligne de d\u00e9marcation universelle.<\/p>\n

          Une pompe haut de gamme peut tirer parti de la technologie FOC, tandis qu\u2019une pompe basique fonctionnant en continu \u00e0 proximit\u00e9 d\u2019un point de fonctionnement donn\u00e9 peut tr\u00e8s bien fonctionner avec le syst\u00e8me Six-Step.<\/p>\n

          <\/span>Quand le Six-Step est le meilleur choix technique<\/span><\/h2>\n

          La technologie Six-Step ne doit pas \u00eatre consid\u00e9r\u00e9e comme obsol\u00e8te.<\/p>\n

          Elle constitue souvent la meilleure solution lorsque :<\/p>\n

            \n
          • Le co\u00fbt du produit est tr\u00e8s sensible<\/li>\n
          • La vitesse du moteur est g\u00e9n\u00e9ralement mod\u00e9r\u00e9e ou \u00e9lev\u00e9e<\/li>\n
          • Une faible ondulation de couple est acceptable<\/li>\n
          • Un contr\u00f4le pr\u00e9cis du couple n\u2019est pas n\u00e9cessaire<\/li>\n
          • Le bruit n\u2019est pas un crit\u00e8re d\u00e9terminant<\/li>\n
          • Le temps de d\u00e9veloppement doit rester court<\/li>\n
          • Le moteur est d\u00e9j\u00e0 optimis\u00e9 pour une commutation trap\u00e9zo\u00efdale<\/li>\n<\/ul>\n

            Dans ces conditions, le passage au FOC pourrait accro\u00eetre la complexit\u00e9 sans apporter suffisamment de valeur ajout\u00e9e au produit final.<\/p>\n

            Un algorithme de commande doit r\u00e9soudre un probl\u00e8me d\u2019application, et non pas simplement rendre la fiche technique plus sophistiqu\u00e9e.<\/p>\n

            <\/span>Quand le FOC justifie une complexit\u00e9 suppl\u00e9mentaire<\/span><\/h2>\n

            Le FOC devient beaucoup plus facile \u00e0 justifier lorsque le syst\u00e8me requiert simultan\u00e9ment plusieurs caract\u00e9ristiques de performance.<\/p>\n

            Par exemple, un moteur peut devoir fonctionner silencieusement \u00e0 200 tr\/min, acc\u00e9l\u00e9rer rapidement jusqu\u2019\u00e0 plusieurs milliers de tr\/min, maintenir un couple pr\u00e9cis sous des charges variables, fonctionner efficacement pendant de longues p\u00e9riodes et assurer une d\u00e9c\u00e9l\u00e9ration contr\u00f4l\u00e9e.<\/p>\n

            Six-Step permet au moteur de tourner sur toute cette plage de fonctionnement.<\/p>\n

            Le FOC permet au moteur d\u2019adopter un comportement pr\u00e9visible sur toute cette plage.<\/p>\n

            Cette distinction est importante dans les syst\u00e8mes de mouvement haute performance.<\/p>\n

            Le FOC est particuli\u00e8rement utile lorsque l\u2019application exige :<\/p>\n

              \n
            • un fonctionnement fluide \u00e0 basse vitesse<\/li>\n
            • une faible ondulation de couple<\/li>\n
            • une r\u00e9gulation pr\u00e9cise du couple<\/li>\n
            • un fonctionnement silencieux<\/li>\n
            • une r\u00e9ponse dynamique rapide<\/li>\n
            • rendement \u00e9lev\u00e9 sur des charges variables<\/li>\n
            • large plage de vitesse<\/li>\n
            • affaiblissement de champ<\/li>\n
            • contr\u00f4le pr\u00e9cis de la position ou de la vitesse<\/li>\n<\/ul>\n

              <\/span>Quelle m\u00e9thode est la meilleure ?<\/span><\/h2>\n

              La technologie FOC est techniquement plus performante, mais la m\u00e9thode \u00ab Six-Step \u00bb peut n\u00e9anmoins constituer le meilleur choix en termes de produit.<\/p>\n

              Si l\u2019application concerne un simple ventilateur, une pompe, un souffleur ou tout autre entra\u00eenement o\u00f9 le co\u00fbt est un facteur d\u00e9terminant et qui fonctionne la majeure partie de sa dur\u00e9e de vie \u00e0 une vitesse relativement stable, la m\u00e9thode \u00ab Six-Step \u00bb peut r\u00e9pondre \u00e0 tous les besoins de la machine avec moins de mat\u00e9riel, de logiciels et d\u2019efforts de d\u00e9veloppement.<\/p>\n

              Si l\u2019application n\u00e9cessite un fonctionnement fluide \u00e0 basse vitesse, un faible niveau sonore, un contr\u00f4le pr\u00e9cis du couple, une large plage de vitesse ou de solides performances dynamiques, la m\u00e9thode FOC vaut g\u00e9n\u00e9ralement la complexit\u00e9 suppl\u00e9mentaire qu\u2019elle implique.<\/p>\n

              La meilleure fa\u00e7on de les comparer est donc la suivante :<\/p>\n

              La m\u00e9thode Six-Step optimise la simplicit\u00e9. La m\u00e9thode FOC optimise la qualit\u00e9 du contr\u00f4le.<\/p>\n

              Aucune de ces deux m\u00e9thodes ne doit \u00eatre choisie sur la seule base de la plaque signal\u00e9tique du moteur.<\/p>\n

              La forme de la force contre-\u00e9lectromotrice (FCE) du moteur, la plage de vitesse, le profil de charge, la lin\u00e9arit\u00e9 de couple requise, les limites acoustiques, l\u2019architecture de d\u00e9tection de courant, les capacit\u00e9s du contr\u00f4leur et le co\u00fbt de production doivent tous \u00eatre pris en compte conjointement.<\/p>\n

              Dans un syst\u00e8me BLDC bien con\u00e7u, la meilleure m\u00e9thode de contr\u00f4le n\u2019est pas n\u00e9cessairement la plus avanc\u00e9e.<\/p>\n

              C\u2019est celle qui permet d\u2019obtenir le comportement requis du moteur sans ajouter de complexit\u00e9 dont l\u2019application n\u2019a pas besoin.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

              Le choix d’un moteur BLDC ne constitue qu’une partie de la conception d’un bon syst\u00e8me de mouvement. La mani\u00e8re dont le moteur est command\u00e9 peut avoir une influence tout aussi importante sur le bruit, la r\u00e9gularit\u00e9 du couple, le rendement, le comportement \u00e0 basse vitesse et m\u00eame la taille des composants \u00e9lectroniques. Deux approches courantes sont la commutation en six \u00e9tapes et le contr\u00f4le orient\u00e9 champ (FOC). La commutation en six \u00e9tapes est simple : il suffit de commuter les phases du moteur en fonction de la position du rotor, ce qui permet de conserver une structure de contr\u00f4le relativement simple. La commande FOC adopte une approche diff\u00e9rente. Elle r\u00e9gule en continu le vecteur de courant par rapport au champ magn\u00e9tique du rotor, ce qui conf\u00e8re au contr\u00f4leur un contr\u00f4le beaucoup plus fin du couple. La commande FOC est g\u00e9n\u00e9ralement la meilleure option lorsque la r\u00e9gularit\u00e9 et la pr\u00e9cision du contr\u00f4le sont primordiales. Elle n\u2019est toutefois pas toujours le meilleur choix pour toutes les applications de moteurs BLDC. Pour de nombreuses pompes, ventilateurs, soufflantes, outils \u00e9lectriques et entra\u00eenements o\u00f9 le co\u00fbt est un facteur d\u00e9terminant, la commutation en six \u00e9tapes reste une solution pratique. La m\u00e9thode la plus adapt\u00e9e d\u00e9pend des besoins r\u00e9els de la machine. Fonctionnement de la commutation \u00e0 six \u00e9tapes Un moteur BLDC triphas\u00e9 comporte trois phases statoriques. Dans la commande \u00e0 six \u00e9tapes, l\u2019onduleur passe par six \u00e9tats \u00e9lectriques au cours de chaque cycle \u00e9lectrique. \u00c0 une \u00e9tape donn\u00e9e, deux phases sont normalement conductrices tandis que la troisi\u00e8me phase n\u2019est pas aliment\u00e9e. Une fois que le rotor a avanc\u00e9 d\u2019environ 60 degr\u00e9s \u00e9lectriques, le contr\u00f4leur passe \u00e0 l\u2019\u00e9tat de commutation suivant. La s\u00e9quence se poursuit : \u00c9tape 1 \u2192 \u00c9tape 2 \u2192 \u00c9tape 3 \u2192 \u00c9tape 4 \u2192 \u00c9tape 5 \u2192 \u00c9tape 6 \u2192 R\u00e9p\u00e9ter La position du rotor peut \u00eatre d\u00e9termin\u00e9e \u00e0 l\u2019aide de capteurs \u00e0 effet Hall ou estim\u00e9e \u00e0 partir de signaux tels que la force contre-\u00e9lectromotrice. Le principal avantage est \u00e9vident : le contr\u00f4leur n\u2019a pas besoin d\u2019un mod\u00e8le math\u00e9matique complexe pour d\u00e9terminer le vecteur de courant en continu. La logique de commutation est relativement facile \u00e0 comprendre, \u00e0 mettre en \u0153uvre et \u00e0 d\u00e9panner. Cela rend le syst\u00e8me \u00ab Six-Step \u00bb particuli\u00e8rement int\u00e9ressant lorsque le moteur doit avant tout tourner de mani\u00e8re fiable \u00e0 une vitesse contr\u00f4l\u00e9e, plut\u00f4t que de fournir un couple exceptionnellement r\u00e9gulier. Cependant, la commutation discr\u00e8te constitue \u00e9galement sa principale faiblesse. Au lieu de faire tourner le champ du stator en continu, le \u00ab Six-Step \u00bb le d\u00e9place en fait d\u2019un secteur \u00e0 l\u2019autre. L\u2019angle de production du couple varie donc au sein de chaque secteur de commutation, et le passage d\u2019un secteur \u00e0 l\u2019autre introduit des perturbations suppl\u00e9mentaires. Il en r\u00e9sulte une plus grande ondulation du couple, des vibrations et, potentiellement, un bruit plus audible. Fonctionnement de la commande orient\u00e9e champ La commande FOC aborde le m\u00eame moteur sous un angle diff\u00e9rent. Plut\u00f4t que de se contenter de d\u00e9terminer quelles deux phases doivent \u00eatre conductrices, la commande FOC tente de contr\u00f4ler l\u2019amplitude et la direction du champ magn\u00e9tique du stator par rapport au rotor. Les courants triphas\u00e9s sont math\u00e9matiquement transform\u00e9s dans un syst\u00e8me de coordonn\u00e9es tournant, g\u00e9n\u00e9ralement repr\u00e9sent\u00e9 par deux composantes : le courant de l\u2019axe d (Id) \u2014 associ\u00e9 au flux magn\u00e9tique courant de l\u2019axe q (Iq) \u2014 principalement responsable du couple Dans de nombreuses conditions de fonctionnement des moteurs \u00e0 aimants permanents, le contr\u00f4leur tente de maintenir le couple requis via Iq tout en conservant Id proche de sa valeur souhait\u00e9e. Une cha\u00eene de commande typique se pr\u00e9sente globalement comme suit : Mesure du courant \u2192 Transformation de Clarke \u2192 Transformation de Park \u2192 Commande Id\/Iq \u2192 Transformation inverse \u2192 PWM\/SVPWM \u2192 Onduleur La cl\u00e9 r\u00e9side dans la mani\u00e8re dont la technique FOC am\u00e9liore la commande du moteur. La diff\u00e9rence concr\u00e8te est que la technique FOC ajuste en continu le vecteur de courant au lieu d\u2019attendre le prochain point de commutation \u00e0 60 degr\u00e9s. Cela produit une interaction \u00e9lectromagn\u00e9tique beaucoup plus fluide entre le stator et le rotor. Comparaison rapide entre le FOC et le syst\u00e8me \u00e0 six \u00e9tapes Facteur Commutation \u00e0 six \u00e9tapes FOC Principe de commande Commutation discr\u00e8te \u00e0 6 secteurs Commande continue par vecteur de courant Courant de phase G\u00e9n\u00e9ralement en blocs\/trap\u00e9zo\u00efdal G\u00e9n\u00e9ralement sinuso\u00efdal Ondulation du couple Plus \u00e9lev\u00e9e Plus faible Souplesse \u00e0 basse vitesse Mod\u00e9r\u00e9e \u00e0 m\u00e9diocre Tr\u00e8s bonne lorsqu\u2019elle est correctement mise en \u0153uvre Bruit acoustique G\u00e9n\u00e9ralement plus \u00e9lev\u00e9 G\u00e9n\u00e9ralement plus faible Contr\u00f4le du couple De base Pr\u00e9cis Potentiel d’efficacit\u00e9 Bon Tr\u00e8s bon Exigences en mati\u00e8re de microcontr\u00f4leur Faible Plus \u00e9lev\u00e9es D\u00e9tection de courant Relativement simple Plus exigeante Complexit\u00e9 logicielle Faible \u00c9lev\u00e9e Besoins en mati\u00e8re de r\u00e9glage Limit\u00e9 Importantes Co\u00fbt de d\u00e9veloppement Faible Plus \u00e9lev\u00e9s Id\u00e9al Entra\u00eenements simples et \u00e9conomiques Entra\u00eenements de pr\u00e9cision et haute performance Ce tableau donne l’impression que la technologie FOC est clairement la meilleure option, mais les d\u00e9cisions techniques ne doivent pas \u00eatre prises uniquement sur la base des sp\u00e9cifications de performance. Ces performances suppl\u00e9mentaires ont un co\u00fbt. Lissage du couple : la diff\u00e9rence la plus notable C\u2019est g\u00e9n\u00e9ralement au niveau de l\u2019ondulation de couple que la diff\u00e9rence se ressent le plus facilement. Dans la commande en six \u00e9tapes, la relation entre le champ magn\u00e9tique du rotor et le courant du stator n\u2019est pas parfaitement maintenue tout au long du cycle \u00e9lectrique. Les \u00e9v\u00e9nements de commutation cr\u00e9ent \u00e9galement des variations transitoires du courant. \u00c0 vitesse \u00e9lev\u00e9e, l\u2019inertie m\u00e9canique peut masquer une grande partie de ce comportement. Celui-ci devient plus perceptible \u00e0 basse vitesse. Un moteur peut pr\u00e9senter de l\u00e9g\u00e8res pulsations de vitesse, des vibrations, un bruit de commutation audible ou un mouvement irr\u00e9gulier sous une charge l\u00e9g\u00e8re. Le FOC \u00e9vite en grande partie les importantes perturbations p\u00e9riodiques de couple associ\u00e9es \u00e0 la commutation par blocs, car le vecteur de courant suit le rotor en continu. Cela rev\u00eat une importance particuli\u00e8re dans des applications telles que : les articulations robotiques les servom\u00e9canismes syst\u00e8mes de positionnement de pr\u00e9cision direction assist\u00e9e \u00e9lectrique v\u00e9hicules \u00e0 guidage automatique (AGV) et<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":24920,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[95],"tags":[],"class_list":["post-27760","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-non-classifiee"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/27760","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=27760"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/27760\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":27762,"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/27760\/revisions\/27762"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/24920"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=27760"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=27760"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gian-transmission.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=27760"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}