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Dispositif d'alimentation pour moteur asynchrone devant fonctionner avec un glissement déterminé On sait que les moteurs asynchrones fournissent leur couple maximum pour un certain glissement lorsqu'ils sont alimentés à une fréquence fixe. Si l'on alimente ces moteurs avec un courant de fréquence variable, afin de pouvoir faire varier leur vitesse de rotation, le glissement, pour lequel le couple maximum est obtenu,
n'est pas constant lorsqu'il est exprimé en pour-cent. Par contre, l'écart entre la fréquence d'alimentation et la fréquence synchrone correspondant à la vitesse de rotation électrique de l'arbre, cet écart, ,exprimé en périodes par seconde, reste sensiblement constant pour l'obtention dudit couple maximum.
Ainsi, si l'on prend, par exemple, un moteur asynchrone à deux pôles, destiné à être alimenté par un courant de 50 Hz, la vitesse synchrone de ce moteur serait de 3000 t/min, et la vitesse pour laquelle le couple maximum peut être obtenu est inférieure à cette vitesse synchrone et dépend des particularités constructives du moteur.
Si l'on suppose que pour une construction donnée, le couple maximum est obtenu à 2880 t/min, ce qui correspondrait à une fréquence synchrone de l'arbre de 48 Hz, ce couple maximum pourra être obtenu, dans le cas d'une alimentation à flux constant, chaque fois que la vitesse du moteur est inférieure de 120 t/min à la vitesse synchrone de celui-ci.
Ainsi, si l'on alimente le même moteur avec une fré- quence de 25 Hz, la vitesse synchrone est de 1500 t/min et le couple maximum est obtenu pour une vitesse de 1380 t/min. La fréquence synchrone de l'arbre est alors de 23 Hz, et la fréquence rotorique, c'est-à-dire la fréquence du courant induit dans le rotor, est de 2 Hz.
H est connu d'alimenter un moteur asynchrone avec un courant de fréquence variable en déterminant la fréquence de ce courant en vue :de l'obtention d'un couple maximum du moteur.
Toutefois, la fréquence du courant du rotor corres- pondant au couple maximum est très basse, surtout dans les moteurs de forte puissance, de sorte qu'il est difficile d'obtenir une bonne précision du réglage de la fréquence dans le cas où la vitesse du moteur doit pouvoir varier assez rapidement et où l'on est, par conséquent, obligé de tenir compte de la vitesse instantanée pour définir la fréquence d'alimentation optima.
La présente invention a pour but d'obtenir un réglage excellent de la fréquence d'alimentation pour moteur asynchrone dans toutes les conditions d'utilisation pratique de celui-ci.
La présente invention a pour objet un dispositif -d'alimentation d'un moteur asynchrone, fournissant un courant d'alimentation dont la, fréquence est réglée conti- nuellement dans le but d'imposer à chaque instant un glissement déterminé au moteur, ce dispositif comprenant un circuit d'asservissement de la fréquence délivrée en fonction de la vitesse de rotation du moteur.
Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de contrôle de la fréquence du courant induit dans le rotor en raison du glissement, le circuit d'asservissement présentant un temps de réaction plus petit, mais une précision moindre que le circuit de contrôle, ce dernier fournissant un signal de correction qui est fonction de l'écart trouvé entre la valeur réelle et la valeur désirée de la fréquence du courant induit, ce signal de correction étant appliqué au circuit d'asservissement pour compenser son imprécision.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 illustre l'allure générale du couple dans un moteur asynchrone.
Les fig. 2 et 3 représentent, sous forme de bloc- diagramme, les deux dites formes d'exécution.
La fig. 1 illustre la relation entre le couple Md d'un moteur asynchrone et la fréquence fr du courant induit
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dans le rotor, dans le cas où le stator est alimenté à flux constant ou à tension sensiblement proportionnelle à la fréquence d'alimentation. Comme on le sait, le couple est nul lorsque le rotor tourne à la vitesse synchrone correspondant à la fréquence d'alimentation, ce couple devenant positif ou négatif suivant que le moteur tourne moins vite ou plus vite que la vitesse synchrone. Dans le deuxième cas. le moteur fonctionne alors en générateur. Près de la vitesse synchrone, le couple varie à peu près linéairement en fonction de la fréquence du courant du rotor.
Le couple atteint un maximum pour une fréquence du courant du rotor comprise, dans le cas illustré, entre 1 et 2 Hz, puis diminue pour tendre asymp- totiquement vers zéro.
Le diagramme de la fi-. 1 montre clairement que, pour obtenir un couple maximum d'un moteur, il est nécessaire que la fréquence d'alimentation soit adaptée à chaque instant à sa vitesse de rotation. De même, pour obtenir un bon rendement à couple plus faible, il faut que le point de travail se trouve sur la partie rectiligne de la caractéristique couple/fréquence du rotor, entre les maxima positif et négatif du couple.
La fig. 2 est un schéma d'une première forme d'exécution, dans laquelle un moteur M est alimenté par un onduleur 1. cet onduleur pouvant, par exemple, être du type représenté dans le brevet suisse No 403963.
Cet onduleur est alimenté par une source de courant continu et délivre un courant triphasé d'alimentation du moteur. L'onduleur 1 est piloté par deux oscillateurs 3 et 4 débitant sur les lignes 5 et 6 et ayant des fréquences différentes. La disposition est telle que la fréquence du courant délivré par l'onduleur soit proportionnelle à la différence entre les fréquences des oscillateurs 3 et 4, ces dernières étant peu différentes l'une de l'autre.
Les deux oscillateurs 3 et 4 pilotent un circuit 7 qui fournit, sur une liane 2, un signal proportionnel à la différence de leurs fréquences. Ce signal a donc une fréquence égale à n.fs, où fs est la fréquence d'alimentation du moteur M et n un nombre entier.
L'oscillateur 3 présente deux entrées 8, 9, destinées respectivement à faire varier sa fréquence en fonction de signaux électriques analogiques représentant respec- tivement la vitesse instantanée de rotation du moteur M et la fréquence désirée du courant du rotor.
Le signal arrivant à la borne 8 est obtenu à partir d'une roue dentée 10 montée sur l'arbre 11 du moteur M et fournissant, au moyen d'un capteur 12, un signal formé par des impulsions dont la fréquence est égale à celle du passage des dents de la roue 10 devant le capteur. Ce signal pulsé f., est amené par une ligne 13 à un transformateur digitaltanalogique 14 dont la borne de sortie 15 est reliée à l'entrée 8 de l'oscillateur 3. Ce signal analogique amené à la borne 8 est proportionnel à la fréquence électrique de l'arbre du moteur M.
Par fréquence électrique de l'arbre, on entend la fréquence à laquelle le stator devrait être alimenté, si le moteur était du type synchrone, pour obtenir la vitesse de rotation de l'arbre 11.
Le signal de sortie du transformateur digital/analo- gique 14 est aussi amené par une ligne 16 à un circuit comparateur 17 qui est relié, d'autre part, au curseur 18 d'un potentiomètre 19. Ce comparateur 17 fournit sur une sortie 20 un signal ± qui dépend de la différence entre les tensions de la ligne 16 et du curseur 18. Le potentiomètre 19 permet d'appliquer au circuit 17 une tension qui est fonction de la vitesse désirée du moteur M. Ainsi, le signal e est un signal électrique définissant l'écart entre la vitesse désirée donnée par le potentiomètre 19 et la vitesse mesurée par le capteur 12.
Ce signal s est appliqué à un circuit de correction 21 qui a pour effet de limiter aussi bien la valeur négative que la valeur positive du signal E dès que celui-ci s'est éloigné d'une certaine valeur du point nul. La sortie du circuit de correction 21 fournit ainsi un signal analogique proportionnel à la fréquence du courant du rotor qui est la plus avantageuse.
En suposant que le potentiomètre 19 soit placé sur une vitesse désirée et que le moteur soit enclenché, le signal E au départ montre une grande erreur de vitesse, puisque la vitesse du moteur ne correspond pas à celle désirée. Ce signal fournit, par l'intermédiaire du circuit de correction 21, un signal à la borne d'entrée 9 qui correspond à la fréquence du rotor pour laquelle le couple du moteur M est maximum. Les oscillateurs 3 et 4 sont réglés pour obtenir une fréquence fs d'alimentation du moteur M égale, au départ, à la fréquence rotorique désirée.
Dès que le moteur se met à tourner, on obtient au fur et à mesure de son accélération un signal croissant à la sortie du transformateur 14 et donc sur la borne d'entrée 8, signal qui a pour effet d'augmenter la, fréquence de l'oscillateur 3. Il en résulte une augmentation correspondante du signal nfa de commande de l'ondula- teur 1 et une augmentation corrélative de la fréquence d'alimentation du moteur M, laquelle croît en même temps que la vitesse de ce moteur pour que la fréquence rotorique reste sensiblement constante.
Lorsque la vitesse du moteur M est proche de la valeur fixée par le potentiomètre 19, le signal E devient suffisamment petit pour que le signal de sortie du circuit de correction 21 diminue, cette diminution de tension se faisant connaître sur la. borne 9 de l'oscillateur 3 et entraînant une diminution de sa fréquence de sortie.
Ainsi, pendant que le signal 8 continue à indiquer une légère augmentation de la vitesse du moteur (dans le cas où celui-ci n'absorbe pas son couple maximum à cette vitesse), le signal appliqué à l'entrée 9 commande une diminution de cette fréquence et on obtient ainsi la stabilisation de la fréquence d'alimentation pour la valeur du couple que le moteur doit fournir à la vitesse désirée.
On sait que la stabilité des oscillateurs n'est pas absolue et que leur fréquence de sortie peut varier dans une certaine mesure en fonction de différents facteurs, notamment de la tension d'alimentation et de la température. Comme la fréquence f, d'alimentation dépend de la différence des fréquences des deux oscillateurs 3 et 4, cette fréquence d'alimentation peut être modifiée sensiblement pour une très faible dérive de l'un ou de l'autre des oscillateurs 3 et 4. Pour éviter cet inconvénient, l'oscillateur 4 comprend une entrée 22 pour un signal de correction de dérive qui est destiné à commander une variation de la fréquence de l'oscillateur 4.
Ce signal de correction est obtenu par une compa- raison entre la fréquence réelle du courant induit dans le rotor du moteur et la fréquence désirée de ce courant. Cette dernière est donnée par le signal analogique fourni par le circuit de correction 21. La fréquence réelle du courant rotorique est obtenue par la différence digitale entre le signal pulsé nf, délivré par le circuit 7 et le signal pulsé nf.; fourni par le capteur 12.
Ces deux signaux sont appliqués à un circuit 23 de comparaison digitale qui fournit, sur la ligne 24, un signal digital de différence,
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qui correspond à n fois la fréquence réelle du courant induit dans le rotor. La ligne 24 amène ce signal à un transformateur 25 digitaa/analogique, et le signal analogique délivré par la sortie 26 de ce transformateur est appliqué à un comparateur analogique 27 qui reçoit. d'autre part, le signal analogique qui est délivré par le circuit de correction 21 et qui correspond à la fréquence désirée du rotor.
Le signal de sortie du circuit 27 correspond donc à la :différence éventuelle entre la fréquence désirée et la fréquence réelle du courant rotorique. Ce signal est appliqué par l'intermédiaire d'une ligne 28 et d'un intégrateur 29 à l'entrée 22 de l'oscillateur 4.
Ainsi, toute différence décelée entre la fréquence réelle .et la fréquence désirée du courant du rotor fournit à l'oscillateur 4 un signal de correction qui modifie la fréquence de cet oscillateur pour modifier la fréquence d'alimentation du moteur M dans le sens voulu pour faire coïncider la fréquence réelle et la fréquence désirée du courant du rotor.
La forme d'exécution selon la fig. 3 ne se différencie de celle :de la fig. 2 que par le circuit de contrôle vérifiant la correspondance entre les fréquences réelle et désirée du courant du rotor. On retrouve dans cette forme d'exécution les deux oscillateurs 3 et 4, le circuit 7 et l'onduleur 1. Pour alimenter le moteur M, les bornes 8, 9 de l'oscillateur 3 sont alimentées de la même façon par le capteur 12.
Celui-ci a:limenîte, comme précédemment, le transformateur digital/analogique 14 dont le signal de sortie est appliqué, d'une part, à la borne 8 de l'oscillateur 3 et, d'autre part, au circuit comparateur 17 fournissant le signal s sur la ligne 20, ce signal représentant la différence entre la vitesse du moteur et celle de référence fixée par le réglage du potentiomètre 19. Après passage dans le circuit correcteur 21, le signal 2 est appliqué à la borne 9 de l'oscillateur 3.
La vérification de la correspondance entre la fréquence désirée et la fréquence réelle du rotor est obtenue en dérivant la sortie du circuit correcteur 21 sur un transformateur analogique/digital 30. Ce circuit 30 fournit ainsi à un circuit comparateur digital 31 un signal formé par des impulsions dont la fréquence détermine la fréquence désirée du courant du rotor. Le circuit 31 comprend encore deux autres entrées qui sont alimentées par le signal digital provenant du capteur 12 et par le signal nfs provenant du circuit 7.
Ce circuit comparateur 31 vérifie si le nombre des impulsions du signal nf,, est égal à la somme des impulsions des signaux du capteur 12 et du transformateur analogique/digital 30. Ce circuit 31 vérifie en définitive si l'équation fs-fa,-fr = 0 est bien correcte. Dans cette équation, f, représente la fréquence réelle d'alimentation du moteur, fa la fréquence réelle électrique de rotation de l'arbre, et f, la fréquence désirée du courant du rotor.
Si l'équation ci-dessus n'est pas respectée, le circuit comparateur 31 fournit des impulsions d'une polarité ou de l'autre chaque fois qu'un écart est constaté. Ces impulsions sont appliquées à un transformateur digital analogique 32, puis appliquées par l'intermédiaire du circuit intégrateur 29 à l'entrée 22 de l'oscillateur 4, afin de modifier la fréquence de celui-ci pour faire coïncider les fréquences réelle et désirée du rotor.
. A la fig. 3, on a représenté en pointillé un générateur de fonction complémentaire 33 qui est utile pour le réglage du moteur M à courant imposé, sans mesure directe de la tension ou du flux magnétique dans le moteur. Il est, en effet, possible d'imposer, pour chaque fréquence du courant dans le rotor fr , un courant stato- rique défini de façon à faire fonctionner le moteur soit à flux constant, soit sur une courbe de rendement maximum.
A cet effet, le circuit 33 est alimenté par le signal e et fournit un signal de commande du courant qui dépend du signal e comme le montre schématiquement le diagramme figurant sur le circuit 33. Ce signal de sortie est amené par une ligne 34 à l'ondulateu,r 1 qui possède à cet effet une borne d'entrée pour régler la valeur du courant qu'il doit fournir.
Il est clair qu'on peut prévoir de nombreuses variantes au dispositif décrit et que, notamment dans le cas de la fig. 3, on pourrait effectuer une comparaison digitale directe entre les signaux représentant les fréquences réelle et désirée du courant du rotor. A cet effet, les signaux nf$ et celui du capteur 12 devraient être appliqués à un comparateur digital tel que le circuit 23 de la fig. 2, la sortie 24 de ce circuit étant amenée à un second comparateur digital qui recevrait le signal de sortie du transformateur 30 de la fig. 3.
L'indication de la vitesse pour la boucle d'asservissement rapide pourrait être fournie par une dynamo tachymétrique montée également sur l'arbre 11, ce qui permettrait d'éviter le convertisseur digital-analogique 14.
Il est évident que dans le cas où la fréquence d'alimentation est réglée par la fréquence de battement entre deux oscillateurs, on peut choisir librement celui des deux oscillateurs- que l'on veut régler pour compenser la dérive. De même, les signaux appliqués aux bornes d'entrée 8 et 9 pourraient fort bien être utilisés pour régler deux oscillateurs différents.
Une disposition analogue à celle décrite pourrait aussi être utilisée dans le cas où la fréquence d'alimentation du moteur serait déterminée par un seul oscilla- teur. Dans tous les cas, le dispositif décrit est très avantageux, car il permet d'avoir une boucle d'asservisse- ment analogique à réaction rapide pour modifier inuné- diatement la fréquence d'alimentation en fonction de la vitesse de rotation du moteur. Ceci est très important. notamment dans le cas d'un démarrage rapide.
Le manque de précision d'une telle boucle d'asservissement rapide est compensé par 1e circuit de contrôle qui, lui, peut âtre très précis, mais présente par contre un temps de réaction relativement important.
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Power supply device for an asynchronous motor having to operate with a determined slip It is known that asynchronous motors provide their maximum torque for a certain slip when they are supplied at a fixed frequency. If these motors are supplied with a current of variable frequency, in order to be able to vary their speed of rotation, the slip, for which the maximum torque is obtained,
is not constant when expressed as a percent. On the other hand, the difference between the supply frequency and the synchronous frequency corresponding to the electrical speed of rotation of the shaft, this difference, expressed in periods per second, remains substantially constant to obtain said maximum torque.
Thus, if we take, for example, an asynchronous motor with two poles, intended to be supplied by a current of 50 Hz, the synchronous speed of this motor would be 3000 rpm, and the speed for which the maximum torque can be obtained is lower than this synchronous speed and depends on the construction characteristics of the motor.
If it is assumed that for a given construction, the maximum torque is obtained at 2880 rpm, which would correspond to a synchronous shaft frequency of 48 Hz, this maximum torque can be obtained, in the case of a constant flux feed, whenever the motor speed is 120 rpm lower than the synchronous speed of the motor.
Thus, if the same motor is supplied with a frequency of 25 Hz, the synchronous speed is 1500 rpm and the maximum torque is obtained for a speed of 1380 rpm. The synchronous frequency of the shaft is then 23 Hz, and the rotor frequency, that is to say the frequency of the current induced in the rotor, is 2 Hz.
It is known practice to supply an asynchronous motor with a current of variable frequency by determining the frequency of this current with a view to: obtaining a maximum torque for the motor.
However, the frequency of the rotor current corresponding to the maximum torque is very low, especially in high power motors, so that it is difficult to obtain a good precision of the frequency adjustment in the case where the speed of the motor must be able to vary rather quickly and where one is, consequently, obliged to take account of the instantaneous speed to define the optimum supply frequency.
The object of the present invention is to obtain an excellent adjustment of the supply frequency for an asynchronous motor under all the conditions of practical use thereof.
The object of the present invention is a device for supplying an asynchronous motor, supplying a supply current, the frequency of which is continuously adjusted with the aim of imposing at each instant a determined slip on the motor, this device comprising a control circuit for the frequency delivered as a function of the engine speed of rotation.
This device is characterized in that it comprises a circuit for controlling the frequency of the current induced in the rotor due to the slip, the servo circuit having a shorter reaction time, but less precision than the control circuit. , the latter supplying a correction signal which is a function of the difference found between the real value and the desired value of the frequency of the induced current, this correction signal being applied to the servo circuit to compensate for its imprecision.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, two embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 illustrates the general appearance of the torque in an asynchronous motor.
Figs. 2 and 3 represent, in the form of a block diagram, the two said embodiments.
Fig. 1 illustrates the relationship between the torque Md of an asynchronous motor and the frequency fr of the induced current
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in the rotor, in the case where the stator is supplied at constant flux or at a voltage substantially proportional to the supply frequency. As we know, the torque is zero when the rotor rotates at the synchronous speed corresponding to the supply frequency, this torque becoming positive or negative depending on whether the motor rotates slower or faster than the synchronous speed. In the second case. the engine then operates as a generator. Near synchronous speed, the torque varies roughly linearly with the frequency of the rotor current.
The torque reaches a maximum for a rotor current frequency of between 1 and 2 Hz, in the case illustrated, then decreases to tend towards zero.
The diagram of the fi-. 1 clearly shows that, in order to obtain maximum torque from a motor, it is necessary for the supply frequency to be adapted at all times to its speed of rotation. Likewise, to obtain good efficiency at lower torque, the working point must be on the rectilinear part of the torque / frequency characteristic of the rotor, between the positive and negative maxima of the torque.
Fig. 2 is a diagram of a first embodiment, in which a motor M is supplied by an inverter 1. this inverter may, for example, be of the type shown in Swiss patent No. 403963.
This inverter is supplied by a direct current source and delivers a three-phase supply current to the motor. The inverter 1 is controlled by two oscillators 3 and 4 delivering on lines 5 and 6 and having different frequencies. The arrangement is such that the frequency of the current delivered by the inverter is proportional to the difference between the frequencies of oscillators 3 and 4, the latter being little different from one another.
The two oscillators 3 and 4 control a circuit 7 which supplies, on a liana 2, a signal proportional to the difference of their frequencies. This signal therefore has a frequency equal to n.fs, where fs is the supply frequency of the motor M and n an integer.
Oscillator 3 has two inputs 8, 9 intended respectively to vary its frequency as a function of analog electrical signals representing respectively the instantaneous speed of rotation of the motor M and the desired frequency of the current of the rotor.
The signal arriving at terminal 8 is obtained from a toothed wheel 10 mounted on the shaft 11 of the motor M and supplying, by means of a sensor 12, a signal formed by pulses whose frequency is equal to that the passage of the teeth of wheel 10 in front of the sensor. This pulsed signal f., Is brought by a line 13 to a digital to analog transformer 14 whose output terminal 15 is connected to input 8 of oscillator 3. This analog signal brought to terminal 8 is proportional to the electric frequency of the motor shaft M.
By electrical frequency of the shaft is meant the frequency at which the stator would have to be powered, if the motor were of the synchronous type, to obtain the speed of rotation of the shaft 11.
The output signal of the digital / analog transformer 14 is also brought by a line 16 to a comparator circuit 17 which is connected, on the other hand, to the cursor 18 of a potentiometer 19. This comparator 17 provides on an output 20 a signal ± which depends on the difference between the voltages of the line 16 and of the cursor 18. The potentiometer 19 makes it possible to apply to the circuit 17 a voltage which is a function of the desired speed of the motor M. Thus, the signal e is a electrical signal defining the difference between the desired speed given by the potentiometer 19 and the speed measured by the sensor 12.
This signal is applied to a correction circuit 21 which has the effect of limiting both the negative value and the positive value of signal E as soon as the latter has moved away from a certain value from the zero point. The output of the correction circuit 21 thus provides an analog signal proportional to the frequency of the rotor current which is the most advantageous.
Assuming that the potentiometer 19 is placed on a desired speed and that the motor is engaged, the signal E at the start shows a large speed error, since the speed of the motor does not correspond to that desired. This signal supplies, via the correction circuit 21, a signal to the input terminal 9 which corresponds to the frequency of the rotor for which the torque of the motor M is maximum. Oscillators 3 and 4 are adjusted to obtain a supply frequency fs for the motor M equal, at the start, to the desired rotor frequency.
As soon as the motor starts to turn, as its acceleration progresses, an increasing signal is obtained at the output of transformer 14 and therefore on input terminal 8, which signal has the effect of increasing the frequency of oscillator 3. This results in a corresponding increase in the control signal nfa of inverter 1 and a corresponding increase in the supply frequency of the motor M, which increases at the same time as the speed of this motor so that the rotor frequency remains substantially constant.
When the speed of the motor M is close to the value fixed by the potentiometer 19, the signal E becomes sufficiently small for the output signal of the correction circuit 21 to decrease, this decrease in voltage being known on the. terminal 9 of oscillator 3 and resulting in a decrease in its output frequency.
Thus, while signal 8 continues to indicate a slight increase in motor speed (in the event that the latter does not absorb its maximum torque at this speed), the signal applied to input 9 commands a reduction of this frequency and thus stabilizes the supply frequency for the value of the torque that the motor must provide at the desired speed.
It is known that the stability of oscillators is not absolute and that their output frequency can vary to a certain extent depending on various factors, in particular the supply voltage and the temperature. As the supply frequency f, depends on the difference in the frequencies of the two oscillators 3 and 4, this supply frequency can be modified appreciably for a very small drift of one or the other of the oscillators 3 and 4. To avoid this drawback, oscillator 4 comprises an input 22 for a drift correction signal which is intended to control a variation in the frequency of oscillator 4.
This correction signal is obtained by a comparison between the actual frequency of the current induced in the rotor of the motor and the desired frequency of this current. The latter is given by the analog signal supplied by the correction circuit 21. The real frequency of the rotor current is obtained by the digital difference between the pulsed signal nf, delivered by the circuit 7 and the pulsed signal nf .; supplied by sensor 12.
These two signals are applied to a digital comparison circuit 23 which supplies, on line 24, a digital difference signal,
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which corresponds to n times the real frequency of the current induced in the rotor. Line 24 brings this signal to a digital / analog transformer 25, and the analog signal delivered by the output 26 of this transformer is applied to an analog comparator 27 which receives it. on the other hand, the analog signal which is delivered by the correction circuit 21 and which corresponds to the desired frequency of the rotor.
The output signal of circuit 27 therefore corresponds to the: possible difference between the desired frequency and the real frequency of the rotor current. This signal is applied via a line 28 and an integrator 29 to the input 22 of oscillator 4.
Thus, any difference detected between the real frequency and the desired frequency of the current of the rotor provides oscillator 4 with a correction signal which modifies the frequency of this oscillator in order to modify the supply frequency of the motor M in the desired direction for match the actual frequency and the desired frequency of the rotor current.
The embodiment according to FIG. 3 does not differ from that: of FIG. 2 only by the control circuit verifying the correspondence between the actual and desired frequencies of the rotor current. We find in this embodiment the two oscillators 3 and 4, the circuit 7 and the inverter 1. To supply the motor M, the terminals 8, 9 of the oscillator 3 are supplied in the same way by the sensor 12 .
This has: limits, as before, the digital / analog transformer 14 whose output signal is applied, on the one hand, to terminal 8 of oscillator 3 and, on the other hand, to the comparator circuit 17 supplying signal s on line 20, this signal representing the difference between the motor speed and the reference speed set by the adjustment of potentiometer 19. After passing through the correction circuit 21, signal 2 is applied to terminal 9 of the oscillator 3.
The verification of the correspondence between the desired frequency and the real frequency of the rotor is obtained by deriving the output of the corrector circuit 21 on an analog / digital transformer 30. This circuit 30 thus supplies a digital comparator circuit 31 with a signal formed by pulses whose frequency determines the desired frequency of the rotor current. Circuit 31 also comprises two other inputs which are supplied by the digital signal coming from the sensor 12 and by the signal nfs coming from the circuit 7.
This comparator circuit 31 checks whether the number of pulses of the signal nf ,, is equal to the sum of the pulses of the signals from the sensor 12 and from the analog / digital transformer 30. This circuit 31 finally checks whether the equation fs-fa, - fr = 0 is correct. In this equation, f, represents the actual motor supply frequency, fa the actual electrical frequency of shaft rotation, and f, the desired frequency of the rotor current.
If the above equation is not respected, the comparator circuit 31 supplies pulses of one polarity or the other whenever a deviation is found. These pulses are applied to a digital analog transformer 32, then applied through the integrator circuit 29 to the input 22 of the oscillator 4, in order to modify the frequency thereof to make the actual and desired frequencies of the oscillator coincide. rotor.
. In fig. 3, a dotted line shows a complementary function generator 33 which is useful for adjusting the imposed current motor M, without direct measurement of the voltage or of the magnetic flux in the motor. It is in fact possible to impose, for each frequency of the current in the rotor fr, a stator current defined so as to make the motor operate either at constant flux, or on a maximum efficiency curve.
To this end, the circuit 33 is supplied by the signal e and supplies a current control signal which depends on the signal e as shown schematically in the diagram appearing on the circuit 33. This output signal is brought by a line 34 to l 'ondulateu, r 1 which has for this purpose an input terminal to adjust the value of the current that it must supply.
It is clear that many variations of the device described can be provided and that, in particular in the case of FIG. 3, a direct digital comparison could be made between the signals representing the actual and desired frequencies of the rotor current. For this purpose, the signals nf $ and that of the sensor 12 should be applied to a digital comparator such as circuit 23 of FIG. 2, the output 24 of this circuit being brought to a second digital comparator which would receive the output signal of the transformer 30 of FIG. 3.
The speed indication for the fast servo loop could be provided by a tacho dynamo also mounted on the shaft 11, which would avoid the digital-analog converter 14.
It is obvious that in the case where the supply frequency is regulated by the beat frequency between two oscillators, one can freely choose which of the two oscillators that one wishes to adjust to compensate for the drift. Likewise, the signals applied to input terminals 8 and 9 could very well be used to tune two different oscillators.
An arrangement similar to that described could also be used in the case where the supply frequency of the motor is determined by a single oscillator. In all cases, the device described is very advantageous, since it makes it possible to have a fast-reacting analog servo-control loop to immediately modify the supply frequency as a function of the speed of rotation of the motor. This is very important. especially in the case of a quick start.
The lack of precision of such a fast servo loop is compensated for by the control circuit which, for its part, can be very precise, but on the other hand has a relatively long reaction time.