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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE COMMANDE ELECTRONIQUES DE MOTEURS
La présente invention, système Jo QUENOT, concerne la commande électronique d'un moteur réversibleo
Elle s9applique particulièrement à des systèmes d'asservissement (commande directe ou télécommande) utilisant un signal électrique de commande (signal d'erreur) dont le passage par un maximum ou un minimum d'amplitude correspond à une erreur nulle dans la position de l'organe asservi.
Ceci, pour distinguer les systèmes selon la présente invention des nombreux systèmes de commande dans lesquels la tension de contrôle est proportionnelle à l'erreur de position de 19organe asservie
Les systèmes selon la présente invention permettent d'utiliser des signaux de commande d'amplitude maximum ou minimum, variable dans une très large gamme et ne nécessitent aucune mise en forme préalable du signal de commande.
Ils assurent automatiquement 1?immobilisation du moteur d'entraînement dans une position telle que le signal de commande soit maximum ou minimumo
Selon une variante de mise en oeuvre de l'invention, la vitesse de rotation du moteur est automatiquement grande lorsque le signal de commande a une valeur éloignée de son maximum ou minimum, cette vitesse diminuant à mesure que l'on se rapproche de la position d'équilibre correcteo Selon une deuxième variante de 1?invention il est possible de modifier la valeur du couple utile du moteur de façon qu'il ait une valeur plus élevée lors du démarrage du dispositif.
Selon une variante préférée de l'inven- tion, le circuit de commande assure un arrêt automatique du moteur d'asser-
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vissement au réglage correcte sans oscillationo
Conformément à l'invention, le moteur réversible entraîne 1?or- gane asservi dans un sens arbitraire, le signal de commande (ou signal d'erreur) étant simultanément mesuré dans un circuit électrique à mémoire em- magasinant la valeur maximum, en valeur absolue, dudit signal et commandant automatiquement l'inversion du sens de rotation du moteur,, lorsque cette valeur est dépassée,, par l'intermédiaire d'un circuit amplificateur alimentant, soit directement le moteur, soit des relais disposés dans le circuit d'alimentation dudit moteur.
L'un des principaux avantages des dispositifs conformes à l'invention réside en leur souplesse vis-à-vis des variations d'amplitudeà la fois du signal de commande et des tensions d'alimentation des différents tubes électroniques les constituante Les variations de tension d'alimentation tolérables sont en effet voisines de 400 %.
Les circuits de mise en oeuvre de l'invention sont également caractérisés par une grande simplicité et un faible encombrement
L'invention sera bien comprise en se reportant à la descriptipn suivante donnée à titre non limitatif de deux circuits de mise en oeuvre de l'invention utilisés à la commande d'organes électriques ajustables d'un circuit d'accordo Il est bien entendu que cette application particulière de l'invention n'est nullement limitative quant à sa portée, les deux circuits étant également décrits à titre d'illustration.
On a figuré d'une façon schématiquement sur la figure 1 un circuit selon l'invention,!) sensible à un signal de commande de polarité négative par rapport à la masse, passant par un minimum (figure 2)o Il est facile à l'homme de l'art de voir les modifications à apporter au circuit pour qu'il soit commandé par des signaux de polarité positive.
Le circuit a pour objet 1?alimentation, par les tubes à atmosphère gazeuse V4 et V5, des inducteurs I1 et I2 d'un moteur M entraînant par exemple un condensateur variable d'accord d'un circuito L'on a figuré en 6 une résistance en série dans l'induit du moteur alimenté par une source auxiliaire de tension continue., non représentée., dont on suppose la borne négative reliée à la masseo
Ainsi qu'il apparaît sur la figure, l'anode de la diode V1 est maintenue à un potentiel positif par rapport à sa cathode, par l'intermédiaire du montage diviseur de tension,, constitué par les résistances 1 et 2 connectées à une source convenable de tension de polarisation,
non représentée sur la figureo Le courant circulant dans V1 maintient la grille du tube V2 à un potentiel tel que le débit de ce tube soit relativement élevéo Dans ces conditions le tube à atmosphère gazeuse V5 se trouve allumé et l'inducteur Il est alimentée Le moteur tourne dans un sens qui, pour les besoins de L'exposée est désigné par sens positifo Ce fonctionnement se poursuit en l'bsence de signal de commandée Lorsqu'un signal de polarité négative est appliqué entre les bornes d'entrée E du circuit., il est transmis d'une part directement à l'anode de la diode V1 qui se trouve bloquée lorsque ladite tension a atteint une valeur déterminée, par exemple celle correspondant au point 22 de la courbe de la figure 2, définie par le diviseur de tension I2.
A partir de ce moment, le débit du tube V2 diminuée
D'autre part, le signal de polarité négative est appliqué au condensateur C1. L'amplitude du signal augmentant en valeur absolue, le potentiel du point A devient négatif et augmente en valeur absolueo Le potentiel de la grille de commande du tube V3 se trouve abaissé et le débit
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du tube diminue, ce qui se traduit par une augmentation de son potentiel anodique. Les valeurs des différents éléments du circuit sont telles que cette augmentation de potentiel se produise avant que l'amplitude du signal ait atteint la valeur correspondant au point 22 de la figure 2.
Dans ces conditions, le tube à atmosphère gazeuse V5 reste conducteur, même après
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lê blocage de la diode VIoLe moteur continue donc à tourner dans le même sens le signal de commande continuant d'augmenter en valeur absolueo Lorsque le signal à dépassé le point 20 correspondant au minimum.. son amplitude diminue en valeur absolue; mais le condensateur C1 ne peut pas se décharger à travers le dispositif à conductibilité unidirectionnelle dont la résistance inverse est très élevée, ni à travers la résistance 5 de valeur élevée égalemento
Il apparaît donc en A une diminution du potentiels en valeur absolues c'est-à-dire qu'une impulsion positive est appliquée à la grille du tube V3 dont le débit augmentece qui a pour effet d'éteindre le tube
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V5 et de rendre conducteur le tube V4 .
Le moteur tourne alors en sens in- verse, Dans ces conditions, le signal de commande redécrit l'arc de courbe 21 vers 20. On obtient en A une nouvelle variation de potentiel qui tend à inverser le sens de rotation du moteuro Pendant ce temps, le condensateur CI s'est chargé à la valeur précise du potentiel du point 20, et pratiquement au bout d'une oscillation., le potentiel du ppint se trouve ramené à la valeur initiale, c'est-à-dire celui de la masse et le débit du tube V retrouve la valeur d'équilibre pour laquelle les deux tubes à at-
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mosphèe gazeuse V5 et V sont éteintso La commande de vitesse du moteur M est réalisée par l'inter-
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médiaire du transformateur d'alimentation anodique T1 des tubes à atmosphè- re gazeuse qui, pour cette commande,,
doit être choisi saturableo La tension alternative d'alimentation le secteur par exemple, est appliquée aux
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bornes due l'inductance L1 t transmise aux tubes par les induqtance L4 et L5 respectivemento Le transformateur comporte un quatrième enroulement L2' disposé dans le circuit anodique d'un tube Y6 à grand débito A l'équilibre> le moteur est arrêtée Lorsque l'équilibre est rompu le moteur se met à tourner (action V1 et V3)o Le point B se trouve porté à un potentiel posi- tif par rapport à la masseo Ce potentiel est appliqué à la grille de commande de l'étage V6 qui est ainsi rendu conducteuro Un courant important
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circule dans l'enroulement L29 saturant le noyau du transformateur Tlo Le courant circulant dans l'inducteur est alors minimum et le moteur tourne à
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une vitesse maximumo Ainsi qu9il apparaît.
le signal de commande de pola- rité négative est transmis par l'intermédiaire de la résistance 7 à la grille du tube V6, ce qui a pour effet de diminuer la conductibilité du tube et. par conséquente le courant circulant dans l'enroulement L2. Le courant
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dans les inducteurs est alors plus élevée Ainsi qu'il apparait. la vitesse du moteur varie dans le même sens que la tension de commande.
Lorsque le moteur est arrêtée le potentiel du point B est égal à celui de la masse, à la tension d'alimentation de l'induit prés. Le débit du tube V6 est alors faible, le courant dans l'inducteur est maximum, ce qui correspond à un couple maximum du moteur au démarrage.
La figure 3 représente, d'une fagon schématiques une variante de réalisation du circuit de commande selon l'invention dans laquelle le moteur M est automatiquement arrêté lors du deuxième passage du signal d'er-
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reur par sa valeur maximum. Pour faciliter l'exposée on a reprise pour désigner les éléments déjà utilisés dans le circuit de la figure 1, les mêmes numéros de référence
Ainsi qu'il apparaît le signal de commande (figure 2) constitué par une tension de polarité négative passant par un minimum., est appliqué aux bornes d'entrée Eo La diode D1, normalement bloquée., charge le condensateur C1.
Le signal de commande est appliqué à la fois aux grilles
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de commande et aux cathodes des deux tubes de commande V 2 et V 3 normalement conducteurs; ces tubes restent donc conducteurs aussi longtemps que la diode D1 est conductrice, c'est-à-dire tant que l'amplitude du signal croît et jusqu'à ce qu'elle ait diminué d'une valeur suffisante pour bloquer Dl, sont 21 le point correspondant de la courbe de la figure 2. Le condensateur C1 est chargé à une tension correspondant à la valeur du minimum (point 20) de la courbe de la figure 20
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Les tubes V 2 et V 3 restent conducteurs et leur point de fonc- tionnement étant à peu près maintenu fixée en dépit de l'application du signal de commandée le tube à atmosphère gazeuse C4 reste bloqué et les re- lais assurent les interconnexions représentées sur la figure 1.
L'on a représenté en A et B les bornes d'alimentation des deux inducteurs du moteur M, et par C et D les bornes de la source d'alimentation du moteur série utilisé. Pour simplifier le schéma., on a supposé que la borne D est réunie à la masse et que la borne C est réunie à la borne positive de la source de tension d'alimentation du moteur une source à 24 volt par exemple. Dans ces conditions, l'inducteur A est connecté à la source d'excitation et le moteur tourne dans un certain sensé que l'on appelle positif pour les besoins de l'exposée
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Lorsque le signal de commande atteint le point 219 la diode D1 se bloque par suite de la charge négative emmagasinée aux bornes du conden-
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sateur Ci.
Dans ces conditions, le potentiel de la cathode du tube V 2 aug- mente en valeur absolue, alors que le potentiel de la grille de ce tube conserve sa valeur négative élevéeo Par conséquente le courant anodique du tube V2 diminuée et le potentiel de la première grille du tube V4 augmente suffisamment pour débloquer le tube à gaza Le rôle du tube V3 est de défi- nir le potentiel de la cathode du tube à gaz par rapport à celui de sa gril- les indépendamment des variations de la tension d'alimentation anodique des
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tubes V 2et 3 Le débit du tube Y4 circulant dans la bobine B1 du relais R1 a pour effet de fermer le contact de travail de ce relais La source de tension d'alimentation CD se trouve connectées par l'intermédiaire des
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relais R4 et R19 aux bornes de la bobine B3 du relais R3
dont les contacts de travail sont fermée. Dans ces conditions, linducteur A n'est plus ali- menté; au contraire,, l'inducteur B est réuni à la borne C par l'intermédiaire
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du Miaie Rz inchangé et du relais R3a Simultanément un contact de travail du relais R3 connecte une résistance Z en parallèle aux bornes de l'induit du moteur de façon à réduire sa vitesse de rotation dans le sens négatif ; il en résulte automatiquement une augmentation du couple développée ce qui est nécessaire pour freiner et entraîner en sens inverse l'organe commandée Par suite du déplacement en sens inverse d l'organe commandée la tension
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de commandée figure 2e repasse par les mêmes valeurs en passant de 21 à 20.
Lorsque la tension de commande atteint la valeur correspondant à 20 (la dio-
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de D1 restant bloquée), la différence de potentiel grille-cathode du tube
V1 retrouve sa valeur Initiale, ainsi que le débit de ce tube. De ce fait, le potentiel de la grille de commande du tube à gaz V4 retrouve sa valeur initiale et le tube se trouve bloquéo Le relais R1 retourne à sa position initiale de fonctionnement (contact de repos ferme*). Le relais V3 reste dans sa position de travail par suite de lautomaintien assuré par l'un de ses contacts de travail. Le relais R2 est excité par la fermeture du con- tact repos de R1.
Le contact repos de R2 est ouvert, les deux contacts travail sont ferméso Il en résulte que l'alimentation de l'inducteur B est brusquement interrompue et le moteur s'arrête. La fermeture du contact in- termédiaire du relais R2 assure le maintien de l'excitation de la bobine
B2 La position de l'organe commandé correspond alors à la position désirée (tension de commande maximum en valeur absolue). si pour une raison quelconque, ou par suite d'une action ex- térieure, le signal de commande diminue en valeur absolue, le condensateur
C1 étant resté chargée le potentiel cathodique de V2 augmente,,, son débit diminue., le tube V4 devient conducteur, le relais R1 passe dans la position travail,,
et la bobine B4 du relais R4 se trouve connectée entre les bornes
C et D de la source d'alimentation par les relais R1 et R2. Le redresseur D2 évitaitdepuis que R2 est excitée que l'alimentation du relais R3 n'ex- cite la bobine B4 du relais R4. Le contact repos de R4 s'ouvre et le contact travail se fermée
Ainsi qu'il est représenté d'une façon schématique par le condensateur C4,le relais R4 est temporiséo La fermeture du contact travail du relais R4 a pour effet de mettre les deux armatures du condensateur C1 en court-circuit, c'est-à-dire de le décharger., et;) d'autre part, l'ouver ture du contact repos ouvre le circuit d'alimentation des contacts d'automaintien des relais R2 et R3. Ceux-ci reviennent donc à leurs conditions de fonctionnement initiales.
La constante de temps du relais temporisé R4 est choisie en fonction de celle du circuit de décharge du condensateur C1.
Au bout de cette période le relais R4 dont l'excitation a été également coupée par l'ouverture de son contact repos, revient aux conditions de fonctionnement initiales représentées sur la figure 3. Le circuit se retrouve dans les conditions de fonctionnement initiales, l'inducteur A étant alimen- té et le condensateur C1 déchargéo En variante, le relais temporisé R4 peut être remplacé par un relais de mise en route générale des organes ainsi commandés.
Par exemple, dans le cas où l'invention est appliquée dans un équipement radioélectrique en vue du réglage d'éléments assurant 1-'accord d'un ou plusieurs circuits,\) le relais R4 peut être solidaire d'un relais de commutation de gamme ou d'un organe de déclenchement de l'exploration d'une bande de fréquences par l'équipement considéréo
L'on n'a fait aucune hypothèse sur les conditions limitatives imposées par la nature des organes commandéso Il peut être nécessaire, en particulier de prévoir un inverseur automatique de sens de rotation du moteur en fin de coursep lorsque celui-ci ne doit parcourir qu'une course limitée