CH451297A

CH451297A - Dispositif de synchronisation d'un moteur à courant continu

Info

Publication number: CH451297A
Application number: CH1014667A
Authority: CH
Original assignee: Ebauches Sa
Priority date: 1965-11-05
Filing date: 1965-11-05
Publication date: 1968-05-15

Description

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Dispositif de synchronisation d'un moteur à courant continu La présente invention a pour objet un dispositif de synchronisation d'un moteur à courant continu utilisé dans des applications n'appartenant pas à l'horlogerie, dans lequel le circuit d'alimentation du moteur comporte un dispositif interrupteur bistable qui, dans une position, assure l'alimentation du moteur, alors que, dans l'autre position, il interrompt ladite alimentation, ce dispositif interrupteur bistable étant commandé d'une part par des impulsions de synchronisation, de fréquence constante, et d'autre part par des impulsions produites par le moteur lui-même, dont la fréquence varie avec la vitesse du moteur,

le tout de manière que, une fois la vitesse de synchronisme du moteur atteinte, la fréquence des impulsions assurant l'alimentation soit celle des impulsions de synchronisation et leur durée fonction uniquement du couple résistant appliqué au moteur.

De tels dispositifs sont connus en soi.

L'intérêt de pouvoir synchroniser un moteur à courant continu réside dans le fait que les moteurs synchrones habituels présentent l'inconvénient de ne pas être autodémarrants et de nécessiter ainsi un dispositif de lancement manuel. Certains artifices permettent l'auto- démarrage mais ont toutefois le défaut de réduire le couple utile du moteur au voisinage de la synchronisation. En outre, ils ne sont guère applicables dans les cas où un rendement élevé est recherché.

Lorsque seule une vitesse moyenne a besoin d'être constante, un moteur pas à pas peut être utilisé. Dans ce cas, le dispositif est autodémarrant et le couple ne passe pas par un trou, le rendement souffrant toutefois de la nécessité de freiner et d'accélérer l'équipage mobile à chaque période. D'autre part, la fréquence de fonctionnement est assez basse, de l'ordre de quelques cycles par seconde.

Les dispositifs du type susmentionné ont pour but de remédier à ces inconvénients en permettant la syn- chronisation, non pas de la vitesse instantanée, mais de la vitesse moyenne d'un moteur à courant continu. Il est rappelé que les moteurs à courant continu ont un couple de démarrage élevé et un bon rendement, même pour de très petites pièces. Ainsi, lorsque seule la vitesse moyenne a besoin d'être constante, de tels moteurs ainsi synchronisés seront d'un emploi fort avantageux, notamment pour la commande de dispositifs à programme dans lesquels une faible consommation de courant est requise.

Toutefois, l'inconvénient de ces dispositifs réside dans le fait que, dans certaines conditions d'emploi, et spécialement lorsque la charge à laquelle est soumis le moteur varie pour atteindre, à certains moments, de relativement faibles valeurs, le moteur risque de prendre une vitesse supérieure à la vitesse désirée, qui sera, dans ce cas-là, un multiple de celle-ci.

Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en faisant en sorte que le couple résistant ne tombe pas au-dessous d'une certaine valeur.

A cet effet, le dispositif suivant l'invention comporte une ligne de court-circuitage du moteur, soumise à l'action du dispositif interrupteur bistable, l'agencement étant tel que, lorsque le moteur n'est pas alimenté, il est mis en court-circuit, ce qui le ralentit.

Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est une vue schématique de principe du dispositif suivant l'invention.

Les fig. 2 à 5 représentent trois diagrammes de fonctionnement d'un moteur à courant continu synchronisé, dans des conditions différentes, et la fig. 6 est une vue schématique d'une forme d'exécution de l'objet de l'invention.

Dans l'exemple de principe représenté à la fig. 1, le moteur, à courant continu, est désigné par 1 et la

source de courant continu qui l'alimente par 2. Le circuit d'alimentation du moteur reliant la borne négative de la source de courant 2 à l'une des bornes du moteur comporte un commutateur 3 basculant d'une position x, dans laquelle ce circuit d'alimentation est fermé, à une position y dans laquelle ce circuit d'alimentation est ouvert et dans laquelle le moteur est court-circuité par une ligne 4.

Les mouvements de bascu- lement du commutateur 3 sont commandés par un dispositif schématiquement représenté en 5, sur lequel sont appliquées d'une part en X des impulsions de synchronisation, dont l'image est désignée par 6 à la fig. 1, et d'autre part en Y des impulsions produites par le moteur lui-même.

Les impulsions appliquées en Y sont produites par un interrupteur 7 commandé par une came 8 montée sur l'axe du moteur, schématiquement représenté en 9.

L'interrupteur 3 se place en x lorsqu'une impulsion positive est appliquée en X et se place en y lorsqu'une impulsion positive est appliquée en Y, soit lors de la fermeture de l'interrupteur 7. Chaque impulsion de synchronisation met le moteur sous tension et chaque fermeture de l'interrupteur 7 interrompt l'alimentation du moteur dont la vitesse diminue d'autant plus qu'il est court-circuité. Après un régime transitoire, la vitesse moyenne se stabilise à où f est la fréquence. en cycles par
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seconde, des impulsions de synchronisation. et N le nombre des saillies que présente la came 8.

D'autres vitesses W,"", en régime permanent, inférieures et surtout supérieures à W.,y"e, sont en principe possibles. Cependant, le régime Wm, = Wsy"c est de loin celui qui a la plus grande plage de stabilité en fonction des variations des paramètres extérieurs, à savoir : fréquence de synchronisation, tension d'alimentation, couple résistant, conditions initiales. En pratique, il est en général facile de se placer dans des conditions où seule la solution Wn,oy, = WY,, existe.

Les fig. 2 à 5 illustrent le fonctionnement dans quelques cas particuliers.

Dans ces figures, le temps a été porté en abscisse ; les impulsions de synchronisation Is sont indiquées au- dessus de l'axe des temps, alors que les impulsions Im produites par le moteur sont indiquées au-dessous de cet axe. Enfin, les périodes de temps pendant lesquelles le moteur est alimenté ont été représentées par des zones hachurées dont la surface est proportionnelle au couple moteur.

Dans l'exemple de la fig. 2, la vitesse ou fréquence de synchronisation est près de quatre fois supérieure à la vitesse ou fréquence moyenne: le régime est instable, la vitesse du moteur augmentant jusqu'à Wsy", si le couple résistant n'est pas trop élevé.

Dans le cas des fig. 3 et 4, W.oy = WSS,"@,, car le nombre des impulsions X est égal au nombre des impulsions Y pour un même intervalle de temps. C'est le cas normal de fonctionnement. Le fait que la surface hachu- rée est plus grande dans le cas de la fig. 4 que dans celui de la fig. 3 signifie que le couple moteur est plus élevé dans la fig. 4 que dans la fig. 3.

Enfin, la fig. 5 illustre le cas où la vitesse ou fréquence moyenne est supérieure à la vitesse ou fréquence de synchronisation. Ce cas de fonctionnement est exceptionnel et peut être facilement évité en diminuant par exemple la fréquence fou la tension d'alimentation. Dans le cas où cette anomalie se produirait en raison de variations de la charge auxquelles le moteur est soumis, le court-circuitage du moteur, par la ligne 4, pallierait cet inconvénient en maintenant un certain couple résistant au moteur pendant les phases de non-alimentation.

Dans la forme d'exécution de la fig. 6, l'interrupteur 3 et le dispositif de commande 5 de la fig. 1 sont remplacés par un circuit bistable comportant trois transistors 10, l l et 12. Les transistors 11 et 12 constituent le contact 3, alors que le transistor 10 sert à maintenir le circuit dans l'une ou l'autre des positions en l'absence d'impulsions en X ou en Y. En choisissant convenablement la fréquence f des impulsions de synchronisation, le fonctionnement est tout à fait sûr et le régime permanent peut être atteint après quelques tours déjà.

Le présent dispositif est autodémarrant, a un bon rendement et, en supprimant les impulsions Y, on peut faire tourner le moteur en survitesse, ce qui peut être utile dans certaines applications ; enfin, la vitesse instantanée est très uniforme.

Claims

REVENDICATION Dispositif de synchronisation d'un moteur à courant continu, utilisé dans des applications n'appartenant pas à l'horlogerie, dans lequel le circuit d'alimentation dudit moteur comporte un dispositif interrupteur bistable qui, dans une position, assure l'alimentation du moteur, alors que, dans l'autre position, il interrompt ladite alimentation, ce dispositif interrupteur bistable étant commandé d'une part par des impulsions de synchronisation, de fréquence constante, et d'autre part par des impulsions produites par le moteur lui-même, dont la fréquence varie avec la vitesse du moteur, le tout de manière que, une fois la vitesse de synchronisation du moteur atteinte,

la fréquence des impulsions assurant l'alimentation soit celle des impulsions de synchronisation et leur durée fonction uniquement du couple résistant appliqué au moteur, caractérisé par le fait qu'il comporte une ligne de court-circuitage du moteur également soumise à l'action du dispositif interrupteur bistable, l'agencement étant tel que, lorsque le moteur n'est pas alimenté, il est mis en court-circuit, ce qui le ralentit. SOUS-REVENDICATION Dispositif suivant la revendication, caractérisé par le fait que le dispositif interrupteur bistable comprend un commutateur mettant alternativement en service le circuit d'alimentation du moteur et sa ligne de court- circuitage.