CA1267720A - Procede et dispositif d'alimentation electrique d'un transducteur generateur de vibrations tant sonores qu'ultrasonores - Google Patents
Procede et dispositif d'alimentation electrique d'un transducteur generateur de vibrations tant sonores qu'ultrasonoresInfo
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Abstract
L'invention se rapporte à un procédé d'alimentation électrique d'un transducteur générateur de vibrations tant sonores qu'ultrasonores. Il est caractérisé en ce que, lors de l'étape d'asservissement, on maintient l'organe de commande dans ladite boucle de contrôle et de commande et, au moyen de son processeur et, en fonction des informations qu'on fournit à ce processeur et notamment des informations issues des moyens d'analyse et de fourniture du déphasage Df et du sens Sf du déphasage entre le courant I et la tension U de l'alimentation du transducteur, on élabore des signaux de commande de l'adaptateur déterminant chacun une fréquence de sortie et par lesquels, en ne tenant compte que de l'existence éventuelle d'un déphasage demandant correction, quelqu'en soit la valeur et que du sens de ce déphasage, on commande la modification progressive de la fréquence dans le sens exigé par le sens du déphasage jusqu'à survenance d'une des deux situations que sont, soit la disparition de la différence de phases demandant correction, soit l'arrivée à la limite préalablement fixée à la modification des fréquences depuis la fréquence de départ de cette modification.
Description
~ 2~7 L'invention se rapporte a un procede et à un dispositi~
d'alimentation electrique d'un transducteur gener~teur de vibrations tant sonores qu'ultrasonores.
Afin que le transducteur se comporte d'une certaine 5 manière et par exémple comme une charge resistive pure, n'induisant aucun dephasage entre tension et courant, et non comme une charge plus selfique ou capacitive, on sait que la frequence de l'alimentation doit etre determinee en reference à
la frequence de resonance de la ligne acoustique constituant la 10 charge du transducteur tel un outil et plus precisement en reference à l'une des deux frequences de resonance qui sont presentes9 une frequence de resonance serie et une frequence de resonance parallèle dite d'anti-résonance.
On commence donc par rechercher l'une des frequences de 15 resonance propre à chaque ligne acoustique alimentee par le dispositif.
A cet effet, on exploite la particularite selon laquelle, aux dites frequences de resonance, le dephasage entre la tension et le courant de l'alimentation est nul.
20Pour cela, pendant qu'on mesure le dephasage entre la tension et le courant de l'alimentation9 la frequence de cette alimentation est progressivement modifiee pour balayer une certaine plage de frequence jusqu'à arret sur celle où il y a annulation du dephasage.
25La frequence correspondante est alors retenue comme frequence de reference de la ligne acoustique correspondante lors de son emploi dans les conditions de la recherche.
Pour cette etape de recherche, dans la plupart des dispositifs connus est utilise un oscillateur controle par une ;30 tension qui délivre un signal dont la frequence est fonction de ~;la tension de controle qui lui est appliquee et qui provient d'un organe de commande soit manuel, soit plus generalement automatique tel un micro-ordinateur.
Ce micro-ordinateur reçoit alors soit, d'un dispositif 35 d'echantillonnage continu, des signaux representatifs du courant et de la tension, soit, d'un comparateur de phases9 un signal representatif du dephasage entre les signaux precites et ces informations reçues par le micro-ordinateur sont converties :
'7~
depuis leur forme initiale analogique en une forme numerique acceptable par le dit mlcro-ordinateur de meme que ses instructions de sortie son~ alors depuis leur forme ~nitiale numerique converties en une forme analogique compatible avec 5 l'oscillateur contrôle.
La conversion notamment de la forme analogique vers la ; forme numerique necessite toutefois de laisser stabil~ser le resultat avant son exploitation, ce qui freine notamment le processus de recherche de la frequence d'accord si l'on veut 10 eviter des erreurs.
L'utilisation d'un oscillateur contr81e par une tension rentre en outre des erreurs liees a 1a derive du dit oscillateur.
Lorsque au moins une des frequences de resonance d'une 15 ligne acoustique a ete identifiee, il ~aut bien entendu pour l'utilisation de cette ligne acoustique faire en sor~e que son alimentation s'opere sous une frequence de travail determinee en reference a cette frequence de resonance mais aussi tenir compte du fait que cette frequence de reference n'est valable que dans 20 les conditions de l'etape de recherche et, par exemple, une nouvelle frequence devra être recherchee :
- en cas d'augmentation de la puissance d'alimentation et/ou de la charge de l'outil mais encore, - suite a des influences exterieures telles la derive en 25 temperature, l'arrosage ...
C'est pourquoi, outre la procedure et les moyens de recherche prealable d'au moins l'une des frequences de resonance, dans toutes les realisations connues (DE-A-3.428.523 et US-A-4.275.363) sont prevus une procedure et des moyens 30 d'asservissement assurant qu'ensuite l'alimentation du transducteur soit, a partir de la frequence de reference, ajustee en fonction de l'incidence sur le dephasage de l'evo1ution des conditions qui etaient celles de l'etape de recherche.
Pour cet asservissement, dans tous les dispositifs connus, il est fait appel a un circuit constituant une boucle à
verrouillage de phase ou fonctionnant comme telle a savoir qu'au lieu de la tension de contrôle elaboree par le moyen de commande qui, lors de l'etape de la recherche produisait le balayage en 7 ~3 fréquence, l'osc~llateur control~ reçoit un signal analogique representatif de la modification significative en plus ou en moins du dephasage entre la tenslon et le courant de l'alimentation du transducteur pour, via l'oscillateur contrôle~
tenter de parvenir a une correction suffisante de la frequence, ce qui necessite bien sûr gu'entretemps, la frequence n'ait pratiquement pas eu le temps de changer.
Ce signal analogique est a cet effet élabore par le comparateur de phases.
Toutefois, ne pouvant fournir que des tens~ons limitees, une telle boucle a verrouillage de phases ne convient que9 pour rattraper des evolutions restant dans des limites assez strictes en importance et en rapidite car :
- la plage de rattrapage est fixe et etroite et ne permet 15 par exemple pas toujours des variations de puissance et/ou charge sans passer par une nouvelle etape de recherche et, - la reaction de la boucle a une vitesse qui varie avec l'importance du rattrapage à realiser.
C'est pourquoi les realisations connues ne sont utilisees 20 que dans des applications ou les evolutions des conditions de l'etape de recherche et/ou leur incidence sur le dephasage resteront en principe dans de telles limites quant a leur importance et/ou leur rapidite.
~'est ainsi que :
- pour limiter l'evolution des conditions influant sur la frequence d'accord, on reserve l'application du dispositif a des taches ne necessitant qu'une utilisation intermittente et a faible puissance telle la soudure et le lavage pour entre autre limiter les derives en temperature du transducteur et de la 30 boucle, derives qui detruiraient la stabilite de la frequence et, - pour limiter l'evolution du dephasage résultant de l'evolution des conditions de l'etape de recherche, on ne travaille de preference qu'a la frequence de resonance serie, 35 vers laquelle les variations de frequences en fonction de l'evolution des dites conditions sont moins importantes et moins rapides que vers la frequence de resonance parallele avec incidemment l'avantage decoulant du fait qu'à la frequence serie, le courant est eleve et, de ce fait, le courant comme la ~, tension peuvent etre aisement mesurés en vue d'en contrôler 1e dephasa~e même si en fait l'adoption de cette ~requence de résonance ser1e présente l'inconvénient de ce que la puissance disponible est plus faible pendant le travail donc lorsqu'elle serait nécessaire que pendant le repos où elle ne peut que provoquer inutilement un échauffement et donc une dérive du ; transducteur.
De tels dispositifs a boucle de verrouillage de phase ne permettent pas non plus de tenir compte d'une tolerance ou d'un 10 ecart e~tre la fréquence de travail et celle de référence, par exemple, pour limiter les actions de rattrapage.
~ ompte tenu de l'étroitesse des limites du rattrapage permis par cette boucle, limites par exemple contrôlées par un compara~eur à fenêtre, ces limites sont fréquemment franchies et 15 la procedure d'asservissement et donc le fonctionnement du transdu~teur doivent être tout aussi fréquemment interrompus pour revenir en position de recherche, ce qui perturbe grandement la production.
Compte tenu de ce qui précède, on comprend que, notamment 20 du fait de leur boucle d'asservissement, les dispositi~s d'alimentation connus ne sont pas du tout adaptés lorsque leur ~ transducteur doit travailler9 d'une part, à grande puissance ; d'où des variations inégales en rapidite et en importance de la fréquence de résonance, mais aussi, d'autre part, de manière 25 durable, sinon continue, d'où notamment résulte un échauffement et une usure de la sonotrode induisant également des variations importantes de la fréquence de résonance.
Cette inadaptation est également liée au fait que, vus leur i~portance, les changements de fréquence peuvent dépasser 30 l'écart de frequence existant entre les fréquences de résonance série et de resonance parallèle, ecart qui n'est que de quelques dizaines de hertz, et parvenir dans une zone de frequence où le dephasage a un signe semblable à celui d'un changement dans l'autre sens, ce qui peut alors conduire la boucle à imposer une 35 correction opposee à celle necessaire.
Un resultat que l'invention vise a obtenir est un procede et un dispositif d'alimentation electrique d'un transducteur avec lesquels l'accord sur la frequence de travail suit les modifications memes rapides et importantes de cette frequence.
7~3 Est aussi un résultat que l'invention vise à
obtenir, un procédé et un dispositif intelligent qui tout en suivant les modifications memes rapides et importantes de la fréquence de résonance, permette de ne pas en tenir compte à l'intérieur d'une certaine limite fixée au pxéa-lable.
Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un tel procédé et un tel dispositif avec lesquels l'accord est suffisamment précis pour se faire en référen-ce aussi bien à la fréquence de résonance série qu'à lafréquence de résonance parallèle où la puissance en charge est plus forte qu'au repos et où, de ce fait, le maximum de puissance est fourni au moment utile au travail d'où
un rendement optimal et ce bien qu'à cette fréquence, le courant soit très faible et difficile à mesurer.
Est également un résultat, un tel procédé et un tel dispositif qui permettent des utilisations deman-dant des fréquences et puissances différentes et par exem-ple tant pour des taches demandant une grande puissance telles l'usinage et l'assistance à l'électro-érosion, au polissage électrochimique, à l'extrusion, que pour des taches classiques telles le soudage et le lavage.
La présente invention vise un procédé d'alimen-tation électrique d'un transducteur générateur de vibra-~; 25 tions tant sonores qulultrasonores au moyen d'un dispo-: sitif comprenant un circuit principal qui, à son extré-mité opposée à celle du transducteur, est raccordé à la sortie d'un adaptateur de la fréquence de l'alimentation électrique dudit transducteur, lequel adaptateur a une entrée principale et une entrée de contrale et, sur ce circuit principal d'alimentation du transducteur, des moyens dits d'échantillonnage continu, prélevant des si-gnaux U et I représentatifs du courant et de la tension de l'alimentation du transducteur, lesquels moyens sont reliés par des lignes à des moyens qui les analysent et ~L2~i 7~Z~
fournissent des informations sur la tension et le cou-rant de l'alimentation du transducteur et sur leur dépha-sage DE et sur le sens Sf de ce déphasage, selon lequel procédé:
lors d'une étape de recherche de la fréquence d'accord d'une ligne acoustique, l'adaptateur a son entrée de contrôle qui, par une ligne, est reliée à un organe de commande comp~enant un processeur qui lui envoie des signaux déterminant chacun une valeur différente de fré-quence en sortie de l'adaptateur, ce qui permet de comman-der un balayage en fréquence jusqu'à annulation du dépha-sage;
en vue de faire fonctionner l'adaptateur à une : fréquence de travail déterminée en référence à la ~réquen-ce d'accord préalablement recherchée et de tenir compte de l'évolution des conditions de travail, on asservit : cet adaptateur; et lorsque l'on asservit l'adaptateur, on maintient l'organe de commande dans une boucle de controle et de commande incluant lesdits moyens d'échantillonnage, les-dits moyens d'analyse, et ledit adapt~teur et, au moyen du processeur et, en fonction des informations qu'on four-nit à ce processeur et des informations issues des moyens d'analyse et de fourniture du déphasage Df et du sens Sf du déphasage entre le courant I et la tension U de l'alimentation du transducteur, on élabore des signaux : de commande de l'adaptateur déterminant chacun une fré-~: quence de~sortie et par lesquels, en ne tenant compte que de l'existence éventuelle d'un déphasage demandant correction, quelqu'en soit la valeur et que du sens de ~: ce déphasage, on commande la modification progressive de la fréquence dans le sens exigé par le sens du dépha-sage jusqu'à survenance d'une des deux situations que : sont, soit la disparition de la différence de phases de-mandant correction, soit l'arrivée à la limite préalable-~. ~
~ .
, , .
- 6a -ment fixée à la modification des fréquences depuis la fréquence de départ de cette modification.
La présente inven-tion vise aussi un dispositif d'alimentation électrique d'un transducteur générateur de vibrations tant sonores qu'ultrasonores comprenant:
un circuit principal qui, à son extrémité oppo-sée à celle du transducteur, est raccordé à la sortie d'un adaptateur de la fréquence de l'alimentation élec-trique dudit transducteur, lequel adaptateur a une entrée principale et une entrée de contrôle; et sur ce circuit principal d'alimentation du transducteur, des moyens dits d'échantillonnage continu, : prélevant des signaux U et I représentatifs du courant et de la tension de l'alimentation du transducteur, les-quels moyens sont reliés par des lignes à des moyens qui les analysent et fournissent des informations sur la ten-sion et le courant de l'alimentation du transducteur et sur leur déphasage Df et sur le sens Sf de ce déphasage; lors d'une recherche de la fréquence d'accord d'une ligne acoustique, l'adaptateur a son entrée de contrale qui, par une ligne, est reliée à un organe de commande comprenant un processeur qui lui envoie des signaux déterminant chacun une valeur différente de fré-quence en sortie de l'adaptateur, ce qui permet de com-mander un balayage en fréquence jusqu'à annulation dudéphasage; en vue de faire fonctionner l'adaptateur à
une fréquence de travail déterminée en référence à la fréquence d'accord préalablement recherchée et de tenir compte de l'évolution des conditions de travail, on asser-vit cet adaptateur, un circuit incluant ledit organe de commandeau processeur dont, pendant l'asservissement la sortie reste reliée à l'entrée de controle de l'adaptateur et lui fournit des signaux déterminant chacun une fréquence de sortie.
- 6b -L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématique-ment:
S Figure lo le dispositif d'alimentation et le transducteur, Figure 2: des courbes d'impédance en fonction de la fréquence, l'une au repos A, l'autre en charge B
avec en abrégé l'indication des positions de fréquence de résonance série fr5 et résonance frp.
En se reportant au dessin, on voit que, dans le dispositif sur le circuit principal 1 d'alimentation électrique d'un transducteur 2 sont prévus de manière connue des moyens 3 dits d'échantillonnage continu, préle-vant des signaux U et I représentatif du courant et dela tension de l'alimentation du transducteur 2.
Ces moyens 3 sont reliés par des lignes 4, 5 à des moyens 6 à 8 qui les analysent et fournissent des informations sur la tension et le courant de l'alimenta-tion du transducteur 2 et notamment sur leur déphasageDf et sur le sens Sf de ce déphasage.
Le circuit principal 1 a son ex-trémité opposée à celle reliée au transducteur 2 qui est raccordée à
la sortie d'un adaptateur 14 assurant l'alimentation élec-trique dudit transducteur 2.
Cet adaptateur a une entrée principale 15 et une entrée de contrôle.
L'entrée principale lS de l'adapta-teur 14 est reliée au sec-teur 16 par un organe approprié 17 tel un redresseur et éventuellement un autotransformateur.
Entre cet organe 17 et l'adaptateur 14 peut etre intercalé un disjoncteur 22 et, éventuellement, un dispositif d'antiparasitage 23 tel un circuit intégrateur.
En vue de l'etape de recherche de la frequenee d'accord d'une l~gne acoust~que, l'adaptateur 14 a son entrée de contrôle qui, par une l~gne 13, est reliée à un organe de commande 11 ;comprennant un processeur et qui lui envoie des signaux 12 5 determinant chacun une valeur différente de la fréquence en sortie de lladaptateur 14, ce qui permet de commander un balayage en fréquence jusqu'à annulation du déphasage.
Dans le cas d'une charge fortement amortie comme par exemple en cas de présence d'eau, le transducteur 2 peut perdre 10 son aptitude à resonner dans la plage de recherche de frequence, et dans cette situation, le dispositif peut ne pas permettre de trouver la frequence d'accord malgre un balayage pendant lequel, par exemple, le dephasage a varie entre moins quatre vingt dix degres et moins vingt degres soit de soixante dix degres mais 15 donc sans passer par zero degré c'est à dire par la fréquence d'accord.
Dans ce cas, par exemple par influence de l'un des moyens 6 à 8 d'analyse voire de l'organe de commande 11, on cree entre U et I un dephasage Fictif Cf, par exemple de trente degres, et, ~20 à faible puissance, on effectue un deuxieme balayage qui, en ;reprenant l'exemple ci-dessus et du fait du dephasage fictif, va conduire a un dephasage de moins soixante a plus dix degres qui passera donc par zero degre c'est a dire par la frequence - d'accord.
Dans un cas pris en dehors de cet exemple où après un deuxième balayage, l'accord ne serait pas trouve, on peut evidemment creer un dephasage fictif encore plus fort et recommencer un balayage.
; Lorsque l'accord est trouve, pour apres une telle 30 procedure faire fonctionner l'adaptateur, on augmente la puissance de maniere que le dispositif maintienne l'accord puis on supprime le dephasage fictif ce qui fait apparaitre un dephasage reel, de sens oppose et de meme valeur mais que, de la ~ maniere ci-apres exposee, le dispositif detecte ce qui lui ;35 permet de commander aussitôt un rattrapage.
En vue de faire fonctionner l'adaptateur 14 à une frequence de travail determinee en reference à la frequence d'accord prealablement recherchee et à l'evolution des conditions de travail, on asservit le dispositif.
~ 7~
Pour cette ~tape d'asservissement, l'adaptateur 14 a son entrée de contrôle qui reçoit des signaux 12 et qui, a cet effet, par un circuit 9, 10 est reliee aux moyens d'analyse ~, 7 et 8 pour, notamment, avec l'adaptateur, le circuit principal 1~
5 les lignes 4, 5 et les moyens d'analyse ~ a 8 former une boucle de commande et de contrôle de l'adaptateur 14.
Selon une caractéristique essentielle du procede selon l'invention, lors de l~etape d'asservissement, au lieu de deconnecter l'organe de commande 11 et de fermer la boucle de 10 commande et de contrôle 3 à 10 et 12 à 14 pour la faire fonctionner comme une boucle à verrouillage de phase, on maintient l'organe de commande 11 dans la dite boucle de contrôle et de commande et, au moyen de son processeur et, en fonction des informations qu'on fournit à ce processeur et 15 notamment des informations issues des moyens 6 a 8 d'analyse et de fourniture du déphasage Df et du sens S~ du dephasage entre le courant I et la tension U de l'alimentation du transducteur
d'alimentation electrique d'un transducteur gener~teur de vibrations tant sonores qu'ultrasonores.
Afin que le transducteur se comporte d'une certaine 5 manière et par exémple comme une charge resistive pure, n'induisant aucun dephasage entre tension et courant, et non comme une charge plus selfique ou capacitive, on sait que la frequence de l'alimentation doit etre determinee en reference à
la frequence de resonance de la ligne acoustique constituant la 10 charge du transducteur tel un outil et plus precisement en reference à l'une des deux frequences de resonance qui sont presentes9 une frequence de resonance serie et une frequence de resonance parallèle dite d'anti-résonance.
On commence donc par rechercher l'une des frequences de 15 resonance propre à chaque ligne acoustique alimentee par le dispositif.
A cet effet, on exploite la particularite selon laquelle, aux dites frequences de resonance, le dephasage entre la tension et le courant de l'alimentation est nul.
20Pour cela, pendant qu'on mesure le dephasage entre la tension et le courant de l'alimentation9 la frequence de cette alimentation est progressivement modifiee pour balayer une certaine plage de frequence jusqu'à arret sur celle où il y a annulation du dephasage.
25La frequence correspondante est alors retenue comme frequence de reference de la ligne acoustique correspondante lors de son emploi dans les conditions de la recherche.
Pour cette etape de recherche, dans la plupart des dispositifs connus est utilise un oscillateur controle par une ;30 tension qui délivre un signal dont la frequence est fonction de ~;la tension de controle qui lui est appliquee et qui provient d'un organe de commande soit manuel, soit plus generalement automatique tel un micro-ordinateur.
Ce micro-ordinateur reçoit alors soit, d'un dispositif 35 d'echantillonnage continu, des signaux representatifs du courant et de la tension, soit, d'un comparateur de phases9 un signal representatif du dephasage entre les signaux precites et ces informations reçues par le micro-ordinateur sont converties :
'7~
depuis leur forme initiale analogique en une forme numerique acceptable par le dit mlcro-ordinateur de meme que ses instructions de sortie son~ alors depuis leur forme ~nitiale numerique converties en une forme analogique compatible avec 5 l'oscillateur contrôle.
La conversion notamment de la forme analogique vers la ; forme numerique necessite toutefois de laisser stabil~ser le resultat avant son exploitation, ce qui freine notamment le processus de recherche de la frequence d'accord si l'on veut 10 eviter des erreurs.
L'utilisation d'un oscillateur contr81e par une tension rentre en outre des erreurs liees a 1a derive du dit oscillateur.
Lorsque au moins une des frequences de resonance d'une 15 ligne acoustique a ete identifiee, il ~aut bien entendu pour l'utilisation de cette ligne acoustique faire en sor~e que son alimentation s'opere sous une frequence de travail determinee en reference a cette frequence de resonance mais aussi tenir compte du fait que cette frequence de reference n'est valable que dans 20 les conditions de l'etape de recherche et, par exemple, une nouvelle frequence devra être recherchee :
- en cas d'augmentation de la puissance d'alimentation et/ou de la charge de l'outil mais encore, - suite a des influences exterieures telles la derive en 25 temperature, l'arrosage ...
C'est pourquoi, outre la procedure et les moyens de recherche prealable d'au moins l'une des frequences de resonance, dans toutes les realisations connues (DE-A-3.428.523 et US-A-4.275.363) sont prevus une procedure et des moyens 30 d'asservissement assurant qu'ensuite l'alimentation du transducteur soit, a partir de la frequence de reference, ajustee en fonction de l'incidence sur le dephasage de l'evo1ution des conditions qui etaient celles de l'etape de recherche.
Pour cet asservissement, dans tous les dispositifs connus, il est fait appel a un circuit constituant une boucle à
verrouillage de phase ou fonctionnant comme telle a savoir qu'au lieu de la tension de contrôle elaboree par le moyen de commande qui, lors de l'etape de la recherche produisait le balayage en 7 ~3 fréquence, l'osc~llateur control~ reçoit un signal analogique representatif de la modification significative en plus ou en moins du dephasage entre la tenslon et le courant de l'alimentation du transducteur pour, via l'oscillateur contrôle~
tenter de parvenir a une correction suffisante de la frequence, ce qui necessite bien sûr gu'entretemps, la frequence n'ait pratiquement pas eu le temps de changer.
Ce signal analogique est a cet effet élabore par le comparateur de phases.
Toutefois, ne pouvant fournir que des tens~ons limitees, une telle boucle a verrouillage de phases ne convient que9 pour rattraper des evolutions restant dans des limites assez strictes en importance et en rapidite car :
- la plage de rattrapage est fixe et etroite et ne permet 15 par exemple pas toujours des variations de puissance et/ou charge sans passer par une nouvelle etape de recherche et, - la reaction de la boucle a une vitesse qui varie avec l'importance du rattrapage à realiser.
C'est pourquoi les realisations connues ne sont utilisees 20 que dans des applications ou les evolutions des conditions de l'etape de recherche et/ou leur incidence sur le dephasage resteront en principe dans de telles limites quant a leur importance et/ou leur rapidite.
~'est ainsi que :
- pour limiter l'evolution des conditions influant sur la frequence d'accord, on reserve l'application du dispositif a des taches ne necessitant qu'une utilisation intermittente et a faible puissance telle la soudure et le lavage pour entre autre limiter les derives en temperature du transducteur et de la 30 boucle, derives qui detruiraient la stabilite de la frequence et, - pour limiter l'evolution du dephasage résultant de l'evolution des conditions de l'etape de recherche, on ne travaille de preference qu'a la frequence de resonance serie, 35 vers laquelle les variations de frequences en fonction de l'evolution des dites conditions sont moins importantes et moins rapides que vers la frequence de resonance parallele avec incidemment l'avantage decoulant du fait qu'à la frequence serie, le courant est eleve et, de ce fait, le courant comme la ~, tension peuvent etre aisement mesurés en vue d'en contrôler 1e dephasa~e même si en fait l'adoption de cette ~requence de résonance ser1e présente l'inconvénient de ce que la puissance disponible est plus faible pendant le travail donc lorsqu'elle serait nécessaire que pendant le repos où elle ne peut que provoquer inutilement un échauffement et donc une dérive du ; transducteur.
De tels dispositifs a boucle de verrouillage de phase ne permettent pas non plus de tenir compte d'une tolerance ou d'un 10 ecart e~tre la fréquence de travail et celle de référence, par exemple, pour limiter les actions de rattrapage.
~ ompte tenu de l'étroitesse des limites du rattrapage permis par cette boucle, limites par exemple contrôlées par un compara~eur à fenêtre, ces limites sont fréquemment franchies et 15 la procedure d'asservissement et donc le fonctionnement du transdu~teur doivent être tout aussi fréquemment interrompus pour revenir en position de recherche, ce qui perturbe grandement la production.
Compte tenu de ce qui précède, on comprend que, notamment 20 du fait de leur boucle d'asservissement, les dispositi~s d'alimentation connus ne sont pas du tout adaptés lorsque leur ~ transducteur doit travailler9 d'une part, à grande puissance ; d'où des variations inégales en rapidite et en importance de la fréquence de résonance, mais aussi, d'autre part, de manière 25 durable, sinon continue, d'où notamment résulte un échauffement et une usure de la sonotrode induisant également des variations importantes de la fréquence de résonance.
Cette inadaptation est également liée au fait que, vus leur i~portance, les changements de fréquence peuvent dépasser 30 l'écart de frequence existant entre les fréquences de résonance série et de resonance parallèle, ecart qui n'est que de quelques dizaines de hertz, et parvenir dans une zone de frequence où le dephasage a un signe semblable à celui d'un changement dans l'autre sens, ce qui peut alors conduire la boucle à imposer une 35 correction opposee à celle necessaire.
Un resultat que l'invention vise a obtenir est un procede et un dispositif d'alimentation electrique d'un transducteur avec lesquels l'accord sur la frequence de travail suit les modifications memes rapides et importantes de cette frequence.
7~3 Est aussi un résultat que l'invention vise à
obtenir, un procédé et un dispositif intelligent qui tout en suivant les modifications memes rapides et importantes de la fréquence de résonance, permette de ne pas en tenir compte à l'intérieur d'une certaine limite fixée au pxéa-lable.
Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un tel procédé et un tel dispositif avec lesquels l'accord est suffisamment précis pour se faire en référen-ce aussi bien à la fréquence de résonance série qu'à lafréquence de résonance parallèle où la puissance en charge est plus forte qu'au repos et où, de ce fait, le maximum de puissance est fourni au moment utile au travail d'où
un rendement optimal et ce bien qu'à cette fréquence, le courant soit très faible et difficile à mesurer.
Est également un résultat, un tel procédé et un tel dispositif qui permettent des utilisations deman-dant des fréquences et puissances différentes et par exem-ple tant pour des taches demandant une grande puissance telles l'usinage et l'assistance à l'électro-érosion, au polissage électrochimique, à l'extrusion, que pour des taches classiques telles le soudage et le lavage.
La présente invention vise un procédé d'alimen-tation électrique d'un transducteur générateur de vibra-~; 25 tions tant sonores qulultrasonores au moyen d'un dispo-: sitif comprenant un circuit principal qui, à son extré-mité opposée à celle du transducteur, est raccordé à la sortie d'un adaptateur de la fréquence de l'alimentation électrique dudit transducteur, lequel adaptateur a une entrée principale et une entrée de contrale et, sur ce circuit principal d'alimentation du transducteur, des moyens dits d'échantillonnage continu, prélevant des si-gnaux U et I représentatifs du courant et de la tension de l'alimentation du transducteur, lesquels moyens sont reliés par des lignes à des moyens qui les analysent et ~L2~i 7~Z~
fournissent des informations sur la tension et le cou-rant de l'alimentation du transducteur et sur leur dépha-sage DE et sur le sens Sf de ce déphasage, selon lequel procédé:
lors d'une étape de recherche de la fréquence d'accord d'une ligne acoustique, l'adaptateur a son entrée de contrôle qui, par une ligne, est reliée à un organe de commande comp~enant un processeur qui lui envoie des signaux déterminant chacun une valeur différente de fré-quence en sortie de l'adaptateur, ce qui permet de comman-der un balayage en fréquence jusqu'à annulation du dépha-sage;
en vue de faire fonctionner l'adaptateur à une : fréquence de travail déterminée en référence à la ~réquen-ce d'accord préalablement recherchée et de tenir compte de l'évolution des conditions de travail, on asservit : cet adaptateur; et lorsque l'on asservit l'adaptateur, on maintient l'organe de commande dans une boucle de controle et de commande incluant lesdits moyens d'échantillonnage, les-dits moyens d'analyse, et ledit adapt~teur et, au moyen du processeur et, en fonction des informations qu'on four-nit à ce processeur et des informations issues des moyens d'analyse et de fourniture du déphasage Df et du sens Sf du déphasage entre le courant I et la tension U de l'alimentation du transducteur, on élabore des signaux : de commande de l'adaptateur déterminant chacun une fré-~: quence de~sortie et par lesquels, en ne tenant compte que de l'existence éventuelle d'un déphasage demandant correction, quelqu'en soit la valeur et que du sens de ~: ce déphasage, on commande la modification progressive de la fréquence dans le sens exigé par le sens du dépha-sage jusqu'à survenance d'une des deux situations que : sont, soit la disparition de la différence de phases de-mandant correction, soit l'arrivée à la limite préalable-~. ~
~ .
, , .
- 6a -ment fixée à la modification des fréquences depuis la fréquence de départ de cette modification.
La présente inven-tion vise aussi un dispositif d'alimentation électrique d'un transducteur générateur de vibrations tant sonores qu'ultrasonores comprenant:
un circuit principal qui, à son extrémité oppo-sée à celle du transducteur, est raccordé à la sortie d'un adaptateur de la fréquence de l'alimentation élec-trique dudit transducteur, lequel adaptateur a une entrée principale et une entrée de contrôle; et sur ce circuit principal d'alimentation du transducteur, des moyens dits d'échantillonnage continu, : prélevant des signaux U et I représentatifs du courant et de la tension de l'alimentation du transducteur, les-quels moyens sont reliés par des lignes à des moyens qui les analysent et fournissent des informations sur la ten-sion et le courant de l'alimentation du transducteur et sur leur déphasage Df et sur le sens Sf de ce déphasage; lors d'une recherche de la fréquence d'accord d'une ligne acoustique, l'adaptateur a son entrée de contrale qui, par une ligne, est reliée à un organe de commande comprenant un processeur qui lui envoie des signaux déterminant chacun une valeur différente de fré-quence en sortie de l'adaptateur, ce qui permet de com-mander un balayage en fréquence jusqu'à annulation dudéphasage; en vue de faire fonctionner l'adaptateur à
une fréquence de travail déterminée en référence à la fréquence d'accord préalablement recherchée et de tenir compte de l'évolution des conditions de travail, on asser-vit cet adaptateur, un circuit incluant ledit organe de commandeau processeur dont, pendant l'asservissement la sortie reste reliée à l'entrée de controle de l'adaptateur et lui fournit des signaux déterminant chacun une fréquence de sortie.
- 6b -L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématique-ment:
S Figure lo le dispositif d'alimentation et le transducteur, Figure 2: des courbes d'impédance en fonction de la fréquence, l'une au repos A, l'autre en charge B
avec en abrégé l'indication des positions de fréquence de résonance série fr5 et résonance frp.
En se reportant au dessin, on voit que, dans le dispositif sur le circuit principal 1 d'alimentation électrique d'un transducteur 2 sont prévus de manière connue des moyens 3 dits d'échantillonnage continu, préle-vant des signaux U et I représentatif du courant et dela tension de l'alimentation du transducteur 2.
Ces moyens 3 sont reliés par des lignes 4, 5 à des moyens 6 à 8 qui les analysent et fournissent des informations sur la tension et le courant de l'alimenta-tion du transducteur 2 et notamment sur leur déphasageDf et sur le sens Sf de ce déphasage.
Le circuit principal 1 a son ex-trémité opposée à celle reliée au transducteur 2 qui est raccordée à
la sortie d'un adaptateur 14 assurant l'alimentation élec-trique dudit transducteur 2.
Cet adaptateur a une entrée principale 15 et une entrée de contrôle.
L'entrée principale lS de l'adapta-teur 14 est reliée au sec-teur 16 par un organe approprié 17 tel un redresseur et éventuellement un autotransformateur.
Entre cet organe 17 et l'adaptateur 14 peut etre intercalé un disjoncteur 22 et, éventuellement, un dispositif d'antiparasitage 23 tel un circuit intégrateur.
En vue de l'etape de recherche de la frequenee d'accord d'une l~gne acoust~que, l'adaptateur 14 a son entrée de contrôle qui, par une l~gne 13, est reliée à un organe de commande 11 ;comprennant un processeur et qui lui envoie des signaux 12 5 determinant chacun une valeur différente de la fréquence en sortie de lladaptateur 14, ce qui permet de commander un balayage en fréquence jusqu'à annulation du déphasage.
Dans le cas d'une charge fortement amortie comme par exemple en cas de présence d'eau, le transducteur 2 peut perdre 10 son aptitude à resonner dans la plage de recherche de frequence, et dans cette situation, le dispositif peut ne pas permettre de trouver la frequence d'accord malgre un balayage pendant lequel, par exemple, le dephasage a varie entre moins quatre vingt dix degres et moins vingt degres soit de soixante dix degres mais 15 donc sans passer par zero degré c'est à dire par la fréquence d'accord.
Dans ce cas, par exemple par influence de l'un des moyens 6 à 8 d'analyse voire de l'organe de commande 11, on cree entre U et I un dephasage Fictif Cf, par exemple de trente degres, et, ~20 à faible puissance, on effectue un deuxieme balayage qui, en ;reprenant l'exemple ci-dessus et du fait du dephasage fictif, va conduire a un dephasage de moins soixante a plus dix degres qui passera donc par zero degre c'est a dire par la frequence - d'accord.
Dans un cas pris en dehors de cet exemple où après un deuxième balayage, l'accord ne serait pas trouve, on peut evidemment creer un dephasage fictif encore plus fort et recommencer un balayage.
; Lorsque l'accord est trouve, pour apres une telle 30 procedure faire fonctionner l'adaptateur, on augmente la puissance de maniere que le dispositif maintienne l'accord puis on supprime le dephasage fictif ce qui fait apparaitre un dephasage reel, de sens oppose et de meme valeur mais que, de la ~ maniere ci-apres exposee, le dispositif detecte ce qui lui ;35 permet de commander aussitôt un rattrapage.
En vue de faire fonctionner l'adaptateur 14 à une frequence de travail determinee en reference à la frequence d'accord prealablement recherchee et à l'evolution des conditions de travail, on asservit le dispositif.
~ 7~
Pour cette ~tape d'asservissement, l'adaptateur 14 a son entrée de contrôle qui reçoit des signaux 12 et qui, a cet effet, par un circuit 9, 10 est reliee aux moyens d'analyse ~, 7 et 8 pour, notamment, avec l'adaptateur, le circuit principal 1~
5 les lignes 4, 5 et les moyens d'analyse ~ a 8 former une boucle de commande et de contrôle de l'adaptateur 14.
Selon une caractéristique essentielle du procede selon l'invention, lors de l~etape d'asservissement, au lieu de deconnecter l'organe de commande 11 et de fermer la boucle de 10 commande et de contrôle 3 à 10 et 12 à 14 pour la faire fonctionner comme une boucle à verrouillage de phase, on maintient l'organe de commande 11 dans la dite boucle de contrôle et de commande et, au moyen de son processeur et, en fonction des informations qu'on fournit à ce processeur et 15 notamment des informations issues des moyens 6 a 8 d'analyse et de fourniture du déphasage Df et du sens S~ du dephasage entre le courant I et la tension U de l'alimentation du transducteur
2, on elabore des signaux 12 de commande de l'adaptateur determinant chacun une frequence de sortie et par lesquels, en 20 ne tenant compte que de l'existence eventuelle d'un dephasage demandant correction, quelqu'en soit la valeur et que du sens de ce dephasage, on commande la modification progressive de la frequence dans le sens exige par le sens du dephasage jusqu'à
survenance d'une des deux situations que sont, soit la 25 disparition de la difference de phases demandant correction, soit l'arrivee à la limite prealablement fixee à la modification des frequences depuis la frequence de depart de cette modification.
Bien entendu, lorsqu'à la frequence de travail du 30 transducteur, le dephasage est nul ou considere tel, on ne modifie evidemment pas la frequence correspondante.
Par contre, on note que lorsqu'il n'est pas nul, avec le procede precite au lieu qu'au moyen d'une boucle à verrouillage de phase on détecte la valeur reelle et le sens de la difference ~: 35 de phase mesuree entre U et I, puis on genére une seule tension qui est fonction de cette valeur reelle et de ce sens et, enfin, ~ avec cette seule tension on adapte la frequence de sortie d'un :~ oscillateur contrôlee par une tension, selon l'invention, pendant l'etape d'asservissement en ne tenant compte au niveau :;
-' ' ' ' 7~
du dephasage que de l'existence d'un tel déphasage demandant correct~on, quelqu'en ~o~t 1a valeur et que du sens de ce déphasage, on elabore a l'aide du processeur de l'organe de commande 11 les signaux 12 determinant la mod1fication 5 progressive par l'adapta~eur de la frequence de l'alimen~ation.
Par exemple, au niveau de l'organe de commande, pour eviter des modifications trop hatives, on admet une tolérance de déphasage dans lequel ce dephasage est consid~re comme nul et donc comme ne pas ou ne plus demander correction.
On peut egalement admettre une variation de déphasage plus importante mais limitée dans le temps ou commander un fonctionnement à une frequence de travail differente de la frequence de reférence et pour laquelle la correction n'est donc ; pas ou plus demandee.
lS En fonction des facteurs exposes au preambule, les modifications de la position de la frequence de travail choisie pour, lors de l'asservissement du dispositif, tenir compte de l'evolution des conditions de travail, ont bien entendu des limites par la detection du franchissement desquelles on detecte 20 un fonctionnement anormal tel qu'un incident d'usinage, rupture d'outil ...
Dans une variante de realisation du procedé selon l'invention, lors de l'asservissement du dispositif, on interrompt la modification de fréquence a au moins l'une de ces 25 limites de fonctionnement normal et, éventuellement, apres au moins une nouvelle tentative, on émet un signal de défaut tel une alarme visuelle ou sonore et/ou une commande d'arrêt de l'installation.
On détermine suivant l'application la position et 30 l'importance de la modification de fréquence, la tolerance de dephasage et les limites de fonctionnement normal par une analyse a faible puissance du comportement global de la charge et en fonction de la frequence a laquelle on ~eut travailler.
Afin de beneficier du rendement optimum, on regle de 35 preference le dispositif de maniere a ce que la frequence de travail du transducteur corresponde a la frequence de resonance parallele mais ainsi que cela ressort de ce qui precede, le dispositif peut egalement fonctionner a la frequence de resonance ou a toute autre frequence.
7~
'' 10 /
Ce procéde assure en particularite :
- un fonctionnement plus stable, - un rattrapage de phase dont la vitesse est 1ndependante de l'amplitude du dephasage, - une plage de capture qui ne presente pas les contraintes inheren~es a une boucle à verrouillage de phase et qui est reajustee à chaque rattrapage en frequence, la carte à processeur peut donner un signal plus stable en frequence qu'un oscillateur contrôle par une tension, l~ - un fonctionnement entièrement automatique du dispositif pour une tache donnee, - un 5UiVi intelligent de la frequence de travail par la ; connaissance de modifications de cette frequence limitee en importance et en rapidité au delà desquelles une modification 15 n'est pas commandé, - une adaptabilité du dispositif à l'ensemble des utilisations des ultrasons en puissance et notamment à des applications telles l'usinage.
La carte à processeur ll offre un choix de programmes 20 adaptes à chaque tâche et d'autres avantages tels un reglage et contrôle de la puissance fournie au transducteur.
Le dispositif permet par ailleurs d'envisager des extensions :
- au dialogue avec une machine outil, - aux mesures de vibrations, de profondeur d'us;nage, d'usure.
Au lieu d'un circuit 3 à lO et 12 à 14 duquel serait déconnecté l'organe de commande ll à processeur pour avec l'adaptateur 16 et les moyens d'analyse fonctionner comme une 30 boucle à verrouillage de phase, les moyens d'asservissement du dispositif d'alimentation comprennent un circuit 3 à 14 incluant le dit organe de commande ll à processeur dont, pendant '~ l'asservissement la sortie reste reliée à l'entree de contrôle de l~adaptateur 14 et lui fournit des signaux 12 determinant 35 chacun une frequence de sortie.
A cet effet, les moyens d'analyse 6 à 8 comprennent un ; filtre 6 charge de retrouver le signal fondamental avant de l'adresser par un circuit 7 au moyen 8 consistant en un moyen de '~
~ , .
31L~ 2~
mise en forme 8 qui l'analyse pour en extraire les deux informations précitées que sont l'une le dephasage Df et l'autre le sens de dephasage Sf entre U et I.
Pour une grande stabilité en frequence sans nécess~ter de 5 mesure de cette fréquence, l'organe de commande 11 peut comprendre un synthétiseur.
Plutôt qu'un oscillateur contrôlé, l'adaptateur 14 est de preference constitué d'au moins un onduleur de puissance 19 dont, par une carte 20, les interrupteurs sont commandes 10 sequentiellement en fonction de la synthèse des signaux 12 reçus à son entrée, lesquels signaux sont de préférence de nature numérique.
Le dispositif comprend en outre des moyens, qui peuvent être integres aux dispositifs de commande processeur assurant 15 une regulation en puissance 21 en agissant par intervention soit sur l'organe 17 par lequel le dispositif est relie au secteur 16 s'il comprend un redresseur commande ou un autotransformateur variable, soit sur l'onduleur 19.
Le disjoncteur 22 peut être commande de plusieurs points 20 et par exemple depuis un controleur a cadre (voltmetre, amperemetre), une consigne, la carte a processeur de l'organe 11 ou le signal de defaut.
En plus de cette protection par le disjoncteur, les onduleurs possedent de preference un limiteur 24 leur assurant 25 une protection individuelle plus rapide.
Ainsi realisee, l'ensemble du dispositif est surveille et contrôle par la carte a processeur qui fournit la frequence principale 12, la commande 21 de reglage de puissance et de disjonction 25, l'affichage 26 des tâches realisees et des 30 causes d'arret.
survenance d'une des deux situations que sont, soit la 25 disparition de la difference de phases demandant correction, soit l'arrivee à la limite prealablement fixee à la modification des frequences depuis la frequence de depart de cette modification.
Bien entendu, lorsqu'à la frequence de travail du 30 transducteur, le dephasage est nul ou considere tel, on ne modifie evidemment pas la frequence correspondante.
Par contre, on note que lorsqu'il n'est pas nul, avec le procede precite au lieu qu'au moyen d'une boucle à verrouillage de phase on détecte la valeur reelle et le sens de la difference ~: 35 de phase mesuree entre U et I, puis on genére une seule tension qui est fonction de cette valeur reelle et de ce sens et, enfin, ~ avec cette seule tension on adapte la frequence de sortie d'un :~ oscillateur contrôlee par une tension, selon l'invention, pendant l'etape d'asservissement en ne tenant compte au niveau :;
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du dephasage que de l'existence d'un tel déphasage demandant correct~on, quelqu'en ~o~t 1a valeur et que du sens de ce déphasage, on elabore a l'aide du processeur de l'organe de commande 11 les signaux 12 determinant la mod1fication 5 progressive par l'adapta~eur de la frequence de l'alimen~ation.
Par exemple, au niveau de l'organe de commande, pour eviter des modifications trop hatives, on admet une tolérance de déphasage dans lequel ce dephasage est consid~re comme nul et donc comme ne pas ou ne plus demander correction.
On peut egalement admettre une variation de déphasage plus importante mais limitée dans le temps ou commander un fonctionnement à une frequence de travail differente de la frequence de reférence et pour laquelle la correction n'est donc ; pas ou plus demandee.
lS En fonction des facteurs exposes au preambule, les modifications de la position de la frequence de travail choisie pour, lors de l'asservissement du dispositif, tenir compte de l'evolution des conditions de travail, ont bien entendu des limites par la detection du franchissement desquelles on detecte 20 un fonctionnement anormal tel qu'un incident d'usinage, rupture d'outil ...
Dans une variante de realisation du procedé selon l'invention, lors de l'asservissement du dispositif, on interrompt la modification de fréquence a au moins l'une de ces 25 limites de fonctionnement normal et, éventuellement, apres au moins une nouvelle tentative, on émet un signal de défaut tel une alarme visuelle ou sonore et/ou une commande d'arrêt de l'installation.
On détermine suivant l'application la position et 30 l'importance de la modification de fréquence, la tolerance de dephasage et les limites de fonctionnement normal par une analyse a faible puissance du comportement global de la charge et en fonction de la frequence a laquelle on ~eut travailler.
Afin de beneficier du rendement optimum, on regle de 35 preference le dispositif de maniere a ce que la frequence de travail du transducteur corresponde a la frequence de resonance parallele mais ainsi que cela ressort de ce qui precede, le dispositif peut egalement fonctionner a la frequence de resonance ou a toute autre frequence.
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Ce procéde assure en particularite :
- un fonctionnement plus stable, - un rattrapage de phase dont la vitesse est 1ndependante de l'amplitude du dephasage, - une plage de capture qui ne presente pas les contraintes inheren~es a une boucle à verrouillage de phase et qui est reajustee à chaque rattrapage en frequence, la carte à processeur peut donner un signal plus stable en frequence qu'un oscillateur contrôle par une tension, l~ - un fonctionnement entièrement automatique du dispositif pour une tache donnee, - un 5UiVi intelligent de la frequence de travail par la ; connaissance de modifications de cette frequence limitee en importance et en rapidité au delà desquelles une modification 15 n'est pas commandé, - une adaptabilité du dispositif à l'ensemble des utilisations des ultrasons en puissance et notamment à des applications telles l'usinage.
La carte à processeur ll offre un choix de programmes 20 adaptes à chaque tâche et d'autres avantages tels un reglage et contrôle de la puissance fournie au transducteur.
Le dispositif permet par ailleurs d'envisager des extensions :
- au dialogue avec une machine outil, - aux mesures de vibrations, de profondeur d'us;nage, d'usure.
Au lieu d'un circuit 3 à lO et 12 à 14 duquel serait déconnecté l'organe de commande ll à processeur pour avec l'adaptateur 16 et les moyens d'analyse fonctionner comme une 30 boucle à verrouillage de phase, les moyens d'asservissement du dispositif d'alimentation comprennent un circuit 3 à 14 incluant le dit organe de commande ll à processeur dont, pendant '~ l'asservissement la sortie reste reliée à l'entree de contrôle de l~adaptateur 14 et lui fournit des signaux 12 determinant 35 chacun une frequence de sortie.
A cet effet, les moyens d'analyse 6 à 8 comprennent un ; filtre 6 charge de retrouver le signal fondamental avant de l'adresser par un circuit 7 au moyen 8 consistant en un moyen de '~
~ , .
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mise en forme 8 qui l'analyse pour en extraire les deux informations précitées que sont l'une le dephasage Df et l'autre le sens de dephasage Sf entre U et I.
Pour une grande stabilité en frequence sans nécess~ter de 5 mesure de cette fréquence, l'organe de commande 11 peut comprendre un synthétiseur.
Plutôt qu'un oscillateur contrôlé, l'adaptateur 14 est de preference constitué d'au moins un onduleur de puissance 19 dont, par une carte 20, les interrupteurs sont commandes 10 sequentiellement en fonction de la synthèse des signaux 12 reçus à son entrée, lesquels signaux sont de préférence de nature numérique.
Le dispositif comprend en outre des moyens, qui peuvent être integres aux dispositifs de commande processeur assurant 15 une regulation en puissance 21 en agissant par intervention soit sur l'organe 17 par lequel le dispositif est relie au secteur 16 s'il comprend un redresseur commande ou un autotransformateur variable, soit sur l'onduleur 19.
Le disjoncteur 22 peut être commande de plusieurs points 20 et par exemple depuis un controleur a cadre (voltmetre, amperemetre), une consigne, la carte a processeur de l'organe 11 ou le signal de defaut.
En plus de cette protection par le disjoncteur, les onduleurs possedent de preference un limiteur 24 leur assurant 25 une protection individuelle plus rapide.
Ainsi realisee, l'ensemble du dispositif est surveille et contrôle par la carte a processeur qui fournit la frequence principale 12, la commande 21 de reglage de puissance et de disjonction 25, l'affichage 26 des tâches realisees et des 30 causes d'arret.
Claims (14)
1. Procédé d'alimentation électrique d'un trans-ducteur générateur de vibrations tant sonores qu'ultra-sonores au moyen d'un dispositif comprenant un circuit principal qui, à son extrémité opposée à celle du trans-ducteur, est raccordé à la sortie d'un adaptateur de la fréquence de l'alimentation électrique dudit transducteur, lequel adaptateur a une entrée principale et une entrée de contrôle et, sur ce circuit principal d'alimentation du transducteur, des moyens dits d'échantillonnage conti-nu, prélevant des signaux U et I représentatifs du courant et de la tension de l'alimentation du transducteur, les-quels moyens sont reliés par des lignes à des moyens qui les analysent et fournissent des informations sur la ten-sion et le courant de l'alimentation du transducteur et sur leur déphasage Df et sur le sens Sf de ce déphasage, selon lequel procédé:
lors d'une étape de recherche de la fréquence d'accord d'une ligne acoustique, l'adaptateur a son entrée de contrôle qui, par une ligne, est reliée à un organe de commande comprenant un processeur qui-lui envoie des signaux déterminant chacun une valeur différente de fré-quence en sortie de l'adaptateur, ce qui permet de comman-der un balayage en fréquence jusqu'à annulation du déphasage;
en vue de faire fonctionner l'adaptateur à une fré-quence de travail déterminée en référence à la fréquence d'accord préalablement recherchée et de tenir compte de l'évolution des conditions de travail, on asservit cet adaptateur; et lorsque l'on asservit l'adaptateur, on maintient l'organe de commande dans une boucle de contrôle et de commande incluant lesdits moyens d'échantillonnage, les-dits moyens d'analyse, et ledit adaptateur et, au moyen du processeur et, en fonction des informations qu'on four-nit à ce processeur et des informations issues des moyens d'analyse et de fourniture du déphasage Df et du sens Sf du déphasage entre le courant I et la tension U de l'alimentation du transducteur, on élabore des signaux de commande de l'adaptateur déterminant chacun une fré-quence de sortie et par lesquels, en ne tenant compte que de l'existence éventuelle d'un déphasage demandant correction, quelqu'en soit la valeur et que du sens de ce déphasage, on commande la modification progressive de la fréquence dans le sens exigé par le sens du déphasa-ge jusqu'à survenance d'une des deux situations que sont, soit la disparition de la différence de phases demandant correction, soit l'arrivée à la limite préalablement fixée à la modification des fréquences depuis la fréquence de départ de cette modification.
lors d'une étape de recherche de la fréquence d'accord d'une ligne acoustique, l'adaptateur a son entrée de contrôle qui, par une ligne, est reliée à un organe de commande comprenant un processeur qui-lui envoie des signaux déterminant chacun une valeur différente de fré-quence en sortie de l'adaptateur, ce qui permet de comman-der un balayage en fréquence jusqu'à annulation du déphasage;
en vue de faire fonctionner l'adaptateur à une fré-quence de travail déterminée en référence à la fréquence d'accord préalablement recherchée et de tenir compte de l'évolution des conditions de travail, on asservit cet adaptateur; et lorsque l'on asservit l'adaptateur, on maintient l'organe de commande dans une boucle de contrôle et de commande incluant lesdits moyens d'échantillonnage, les-dits moyens d'analyse, et ledit adaptateur et, au moyen du processeur et, en fonction des informations qu'on four-nit à ce processeur et des informations issues des moyens d'analyse et de fourniture du déphasage Df et du sens Sf du déphasage entre le courant I et la tension U de l'alimentation du transducteur, on élabore des signaux de commande de l'adaptateur déterminant chacun une fré-quence de sortie et par lesquels, en ne tenant compte que de l'existence éventuelle d'un déphasage demandant correction, quelqu'en soit la valeur et que du sens de ce déphasage, on commande la modification progressive de la fréquence dans le sens exigé par le sens du déphasa-ge jusqu'à survenance d'une des deux situations que sont, soit la disparition de la différence de phases demandant correction, soit l'arrivée à la limite préalablement fixée à la modification des fréquences depuis la fréquence de départ de cette modification.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel pour éviter des modifications trop hâtives, au niveau de l'organe de commande, on admet une tolérance de déphasage dans lequel ce déphasage est considéré comme nul et donc comme ne pas ou ne plus demander correction.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, selon l'application, on détermine la position et l'impor-tance de la modification de fréquence, la tolérance de déphasage et les limites de fonctionnement normal par une analyse à faible puissance du comportement global de la charge et en fonction de la fréquence à laquelle on veut travailler.
4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, selon l'application, on détermine la position et l'impor-tance de la modification de fréquence, la tolérance de déphasage et les limites de fonctionnement normal par une analyse à faible puissance du comportement global de la charge et en fonction de la fréquence à laquelle on veut travailler.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lors de l'asservissement de l'adaptateur du dispositif, on interrompt la modification de fréquence à au moins l'une des limites de fonctionnement normal et après au moins une nouvelle tentative, on émet un signal de défaut.
6. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel lors de l'asservissement de l'adaptateur, on inter-rompt la modification de fréquence à au moins l'une des limites de fonctionnement normal et après au moins une nouvelle tentative, on émet un signal de défaut.
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lorsque lors de la recherche de la fréquence d'accord malgré un balayage sur une certaine plage de fréquences, on ne trouve pas cette fréquence d'accord, par influence de l'un des moyens d'analyse voire de l'organe de com-mande, on crée entre U et I un déphasage fictif Cf puis, à faible puissance, on effectue un autre balayage.
8. Procédé selon la revendication 2, 3 ou 5, dans lequel lorsque lors de la recherche de la fréquence d'accord malgré un balayage sur une certaine plage de fréquences, on ne trouve pas cette fréquence d'accord, par influence de l'un des moyens d'analyse voire de l'or-gane de commande, on crée entre U et I un déphasage fictif Cf puis, à faible puissance, on effectue un autre balayage.
9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel lorsqu'un accord est trouvé, on augmente la puissance fournie au dispositif de manière que le dispositif main-tienne l'accord puis on supprime le déphasage fictif ce qui fait apparaître un déphasage réel, de sens opposé
et de même valeur mais que les moyens d'asservissement détectent ce qui leur permet de commander aussitôt un rattrapage.
et de même valeur mais que les moyens d'asservissement détectent ce qui leur permet de commander aussitôt un rattrapage.
10. Dispositif d'alimentation électrique d'un transducteur générateur de vibrations tant sonores qu'ultrasonores, comprenant:
un circuit principal qui, à son extrémité oppo-sée à celle du transducteur, est raccordé à la sortie d'un adaptateur de la fréquence de l'alimentation élec-trique dudit transducteur, lequel adaptateur a une entrée principale et une entrée de contrôle; et sur ce circuit principal d'alimentation du transducteur, des moyens dits d'échantillonnage continu, prélevant des signaux U et I représentatifs du courant et de la tension de l'alimentation du transducteur, les-quels moyens sont reliés par des lignes à des moyens qui les analysent et fournissent des informations sur la ten-sion et le courant de l'alimentation du transducteur et sur leur déphasage Df et sur le sens Sf de ce déphasage; lors d'une recherche de la fréquence d'accord d'une ligne acoustique, l'adaptateur a son entrée de con-trole qui, par une ligne, est reliée à un organe de com-mande comprenant un processeur qui lui envoie des signaux déterminant chacun une valeur différente de fréquence en sortie de l'adaptateur, ce qui permet de commander un balayage en fréquence jusqu'à annulation du déphasage;
en vue de faire fonctionner l'adaptateur à une fréquence de travail determinée en référence à la fréquence d'accord préalablement recherchée et de tenir compte de l'évolution des conditions de travail, on asservit cet adaptateur, un circuit incluant ledit organe de commande au proces-seur dont, pendant l'asservissement la sortie reste reliée à l'entrée de contrôle de l'adaptateur et lui fournit des signaux déterminant chacun une fréquence de sortie.
un circuit principal qui, à son extrémité oppo-sée à celle du transducteur, est raccordé à la sortie d'un adaptateur de la fréquence de l'alimentation élec-trique dudit transducteur, lequel adaptateur a une entrée principale et une entrée de contrôle; et sur ce circuit principal d'alimentation du transducteur, des moyens dits d'échantillonnage continu, prélevant des signaux U et I représentatifs du courant et de la tension de l'alimentation du transducteur, les-quels moyens sont reliés par des lignes à des moyens qui les analysent et fournissent des informations sur la ten-sion et le courant de l'alimentation du transducteur et sur leur déphasage Df et sur le sens Sf de ce déphasage; lors d'une recherche de la fréquence d'accord d'une ligne acoustique, l'adaptateur a son entrée de con-trole qui, par une ligne, est reliée à un organe de com-mande comprenant un processeur qui lui envoie des signaux déterminant chacun une valeur différente de fréquence en sortie de l'adaptateur, ce qui permet de commander un balayage en fréquence jusqu'à annulation du déphasage;
en vue de faire fonctionner l'adaptateur à une fréquence de travail determinée en référence à la fréquence d'accord préalablement recherchée et de tenir compte de l'évolution des conditions de travail, on asservit cet adaptateur, un circuit incluant ledit organe de commande au proces-seur dont, pendant l'asservissement la sortie reste reliée à l'entrée de contrôle de l'adaptateur et lui fournit des signaux déterminant chacun une fréquence de sortie.
11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel les moyens d'analyse comprennent un filtre chargé
de retrouver la fréquence d'accord avant de l'adresser par un circuit à un moyen de mise en forme qui l'analyse pour en extraire les deux informations précitées que sont l'une le déphasage Df et l'autre le sens de déphasage Sf entre U et I.
de retrouver la fréquence d'accord avant de l'adresser par un circuit à un moyen de mise en forme qui l'analyse pour en extraire les deux informations précitées que sont l'une le déphasage Df et l'autre le sens de déphasage Sf entre U et I.
12. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel, pour une grande stabilité en fréquence sans néces-siter de mesure de fréquence, l'organe de commande com-prend un synthétiseur.
13. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel, pour une grande stabilité en fréquence sans néces-siter de mesure de fréquence, l'organe de commande com-prend un synthétiseur.
14. Dispositif selon la revendication 10, 11 ou 12, comprenant une carte à processeur assurant une régulation en puissance en agissant par intervention soit sur un organe par lequel le dispositif est relié au sec-teur soit sur un onduleur.
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