Circuit de commande du courant d'un moteur ü commutation électronique Le brevet principal a pour objet un circuit de commande du courant d'un moteur à commutation électronique comprenant au moins un bobinage d'entraînement, ce circuit comprenant au moins un élément de commutation d'une source d'énergie sur ledit bobinage d'entrainement, et étant caractérisé par le fait que ledit élément de commutation est subor donné, durant sa phase active, à l'un au moins des paramètres de fonctionnement du moteur, de telle manière qu'il se bloque momentanément lorsque ledit paramètre tend à dépasser une valeur limite détermi née,
et par le fait qu'il est agencé de manière que l'énergie de self-induction emmagasinée dans ledit bobinage d'entraînement, pendant la période conduc trice de l'élément de commutation, soit récupérée au moins partiellement pendant la période de blocage.
Il est particulièrement avantageux d'attaquer les étages de puissance d'un moteur à commutation élec tronique par un transformateur qui, d'une part, assure l'adaptation des impédances et, d'autre part, permet d'isoler les potentiels de travail de l'entrée et des sorties.
Le transformateur présente par contre l'inconvé nient de ne pas permettre un couplage continu. Le démarrage d'un moteur couplé de cette manière pour rait par conséquent être compromis si le couple de freinage était trop élevé pour permettre une accélé ration très élevée.
La technique du découpage de phase utilisée dans le circuit selon l'invention élimine complètement cet inconvénient en assurant un couplage alternatif, même lorsque le moteur est au repos.
La présente invention a pour objet un circuit de commande du courant d'un moteur à commutation électronique selon la revendication du brevet princi- pal, appliqué à un moteur dont le bobinage d'excita tion est parcouru alternativement par le courant dans un sens puis dans l'autre, l'excitation pour chaque sens du courant étant opérée à travers au moins deux transistors de puissance reliés à deux bornes d'une source de tension, ledit circuit comprenant au moins deux détecteurs délivrant respectivement pour l'un ou l'autre des sens du courant dans le bobinage un signal de commande aux deux transistors de puissance cor respondants à travers des étages basculants mono- stables,
ainsi que des éléments de commutation sen sibles à la variation du courant et interrompant le signal de commande des transistors de puissance de manière à bloquer lesdits transistors aussitôt que le courant moteur dépasse une valeur déterminée, ce cir cuit étant caractérisé par le fait que le transistor de puissance relié à la borne de potentiel supérieur est relié galvaniquement à la sortie de l'étage monostable qui lui est attribué,
tandis que la base du transistor de puissance relié à la borne de potentiel inférieur est couplée inductivement avec la sortie dudit étage monostable à travers un transformateur dont l'enrou lement primaire est disposé dans le circuit de sortie de l'étage monostable et constitue en même temps un élément d'un oscillateur bloqué commandé par ledit étage monostable.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention et une variante.
La fig. 1 montre un schéma d'un circuit présen tant un couplage à transformateur des étages de puissance.
La fig. Z est une variante du schéma représenté à la fig. 1. En fig. 1, le bobinage d'excitation 31 d'une phase d'un moteur est disposé sur l'embranchement médian d'un montage en pont formé par les quatre transistors de puissance 32 à 35, lequel montage est soumis à la tension de fonctionnement de 30V dans le présent exemple. Les émetteurs des transistors de puissance 32 et 34 sont reliés à la masse et les collecteurs des transistors de puissance 33 et 35 à la tension de - 30V. Les transistors de puissance 32 à 35 consti tuent donc les éléments de commande de la commu tation du courant d'excitation.
Le bobinage d'excitation 31 du moteur est excité pendant chaque demi-période de la phase correspon dante du moteur. Pendant l'une des demi-périodes, les deux transistors de puissance 32 et 33 respective ment en diagonale sont conducteurs, alors que pen dant l'autre demi-période ce sont les transistors de puissance 34 et 35 qui sont conducteurs. Les deux autres transistors de puissance du pont sont dans cha que cas bloqués. La direction du courant dans le bobinage d'excitation change donc de sens d'une demi- période à l'autre.
Le transformateur d'adaptation et de couplage est formé par les bobinages d'un oscillateur bloqué, com prenant le bobinage primaire 36, celui de réaction 37, celui de couplage 38 du transistor de puissance 32 ainsi que celui du couplage 39 du transistor de puissance 33.
A la fig. 1, seul le circuit de commande des deux transistors de puissance 32 et 33 est représenté, à savoir celui seul agissant pendant l'une des deux demi- périodes. Le circuit de commande concernant les deux autres transistors de puissance 34 et 35, commandés pendant l'autre demi-période, est de construction tota lement analogue.
L'élément de commande, respectivement le détec teur, qui est influencé par un organe de commande non représenté, solidaire en rotation du rotor du moteur également non représenté, est désigné au des sin par 40 (un transistor ainsi qu'une bobine montés dans le circuit de base de ce transistor). Le détecteur 40 est par exemple excité, pendant la phase d'exci tation déterminée par l'organe de commande sur le rotor, au moyen d'un oscillateur, tandis qu'en dehors de ces phases d'excitation l'organe de commande, constitué par un disque-écran, sépare la bobine du détecteur 40 de cet oscillateur.
Ainsi, le transistor du détecteur 40 est bloqué au repos et conducteur pendant la phase d'excitation. Le détecteur 40 commande un discriminateur d'ampli tude, auquel appartiennent les deux transistors com plémentaires 41 et 42. Le discriminateur d'amplitude est du type connu Schmitt-Trigger. Les deux trans istors 41 et 42 sont bloqués au repos et conducteurs pendant la phase de travail, comme il sera encore expliqué plus loin.
Le discriminateur d'amplitude commande le transistor 43, qui forme l'élément actif de l'oscillateur bloqué mentionné. Le bobinage de réaction 37 est monté dans le circuit de base du transistor 43 dans le circuit émetteur duquel est monté le bobinage 38 pour l'accouplement du transistor de puissance 32.
L'ensemble du schéma de commande, compre nant les quatre transistors 40, 41, 42 et 43 men tionnés, est alimenté par une source de tension auxi liaire, de borne +6V et -6V (fig. 1).
Aussi longtemps que le détecteur 40 n'est pas excité, les quatre transistors 40 à 43 et par consé quent les deux transistors de puissance 32 et 33 sont bloqués. Lorsqu'au contraire le détecteur 40 est excité pendant une demi-période, le transistor du détecteur devient conducteur, ce qui a pour suite de rendre également les transistors 41 et 42 du discrimi- nateur d'amplitude ainsi que le transistor 43 et avec lui les deux transistors de puissance 32 et 33 conduc teurs. Le bobinage d'excitation 31 du moteur est alors traversé par un courant.
Le courant moteur traverse une résistance 44, montée dans le circuit émetteur du transistor de puis sance 32. La chute de tension à travers cette résis tance 44 permet la commande du découpage de phase . Lorsque le courant d'excitation (qui peut être aussi constitué par le courant de freinage) dépasse un certain seuil déterminé à l'avance et que la tension à travers la résistance 44 dépasse donc une valeur limite; le discriminateur d'amplitude bas cule dans l'état bloqué par suite du blocage du trans istor 41, ce qui détermine le blocage du transistor 43 et ainsi des deux transistors de puissance 32 et 33.
Cette valeur de tension limite, pour laquelle les trans istors de puissance 32 et 33 sont déclenchés, est réglée par la diode 45 ainsi que la mise au point du potentiomètre 46. La tension de self-induction appa raissant lors du déclenchement du courant d'excita tion aux bornes de la bobine d'excitation 31 est limi tée par les diodes 47 et 48. Le courant circulant à travers la diode 47 passe dans la résistance 49, de sorte que la tension engendrée aux bornes de la résis tance 49 maintient l'état de blocage du transistor 41 jusqu'à ce que le courant passant par la résistance 49 ait dépassé une valeur inférieure déterminée.
Cette valeur du courant au-dessous de laquelle le transistor 41 ainsi que le discriminateur d'amplitude sont de nouveau rendus conducteurs, est principalement déterminée par la résistance 49 elle-même.
La condition pour que le transistor 41 et tous les transistors qui le suivent redeviennent conducteurs est que le détecteur continue à être excité, donc que l'organe commandant le détecteur se trouve encore en position angulaire déterminant la phase d'excitation. Dans ce cas, le bobinage 31 est à nouveau excité jus qu'à ce que le courant moteur ait de nouveau atteint une certaine valeur maximale pour laquelle se pro duit un nouveau déclenchement des transistors de puissance 32 et 33. Ce jeu de découpage périodique de la phase se répète tant que le détecteur 40 est excité.
Les deux autres transistors de puissance 34 et 35 sont commandés identiquement pendant leur phase d'excitation dans l'autre demi-période, pendant laquelle le détecteur 40 et les transistors de puis sance 32 et 33 sont bloqués.
On voit en fig. 2 une variante d'un tel circuit de commande fonctionnant avec un transformateur. Ici cependant, il n'est pas fait usage d'une tension auxi liaire, car le circuit est alimenté par la tension d'exploitation.
La bobine d'excitation 31 du moteur est à nou veau placée dans un montage en pont formé par qua tre transistors de puissance. On ne considérera à nou veau que les deux transistors de puissance opposés 51 et 52 commandés pendant l'une des deux demi- périodes. L'oscillateur à blocage comprenant le trans formateur d'accouplement est alimenté par le courant continu d'exploitation (à nouveau 30V). Dans ce but l'enroulement primaire 50 du transformateur est placé dans le circuit d'émetteur du transistor de puissance 51. La bobine de réaction 53 est à nouveau dans le circuit de base du transistor 51, alors que l'enroule ment secondaire 54 destiné à exciter le transistor de puissance 52 est placé dans le circuit de base de ce transistor.
Les bobinages 55 et 56 de ce transforma teur sont dans ce cas dans les circuits collecteurs des deux transistors 58, respectivement 59, formant à nouveau un discriminateur d'amplitude du type Schmitt-Trigger.
Ce discriminateur d'amplitude est commandé par le transistor 57 du détecteur. Aussi longtemps que le détecteur n'est pas excité et que le transistor 57 est donc bloqué, tous les transistors mentionnés sont blo qués à l'exception du transistor 58 du discriminateur d'amplitude. Dès le moment où le détecteur 57 est excité, le transistor 58 se bloque, alors que l'autre transistor 59 du discriminateur d'amplitude devient conducteur. La tension induite à cette occasion dans le transformateur, par le changement de sens du cou rant dans les bobinages 55 et 56, commande les transistors de puissance 51 et 52 dans leur état con ducteur, ce qui a pour conséquence de débloquer, par l'effet du bobinage de réaction 53, l'oscillateur bloqué.
Dans ce cas la résistance mesurée aux bornes de l'enroulement primaire 50, dans le circuit émetteur du transistor de puissance 51, est déterminante pour interrompre le courant d'excitation lorsqu'une valeur limite prédéterminée est dépassée. Lorsque la tension décroissante aux bornes de la résistance 50 dépasse un seuil prédéterminé, le transistor 57 du détecteur est bloqué, ce qui provoque le basculement du discri- minateur d'amplitude et le blocage du transforma teur d'accouplement, à la suite de la tension induite par ce basculement dans les enroulements 55 et 56.
Dans l'exemple de la fig. 2, la valeur du courant minimale au-dessous de laquelle le discriminateur d'amplitude commute de nouveau les transistors de puissance dans leur état conducteur, est déterminée par la résistance 61. Le transistor 57 du détecteur est commandé lui-même par le courant d'excitation et prend soin de la commande du circuit de décou page 5> de phase, comme décrit plus haut. On retrouve l'avantage de pouvoir utiliser une tension continue constante comme tension d'alimen tation, ce qui simplifie le redresseur employé et rend possible l'enclenchement du moteur simplement à l'aide de la très petite puissance d'alimentation pour les détecteurs 40 et 57 des fig. 1 et 2.