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Dispositif de réglage de la vitesse d'un moteur électrique alimenté au moyen d'impulsions La présente invention a pour objet un dispositif de réglage de la vitesse d'un moteur électrique alimenté au moyen d'impulsions.
Il est connu d'alimenter un moteur électrique à vitesse variable au moyen d'impulsions électriques dont le rapport durée/espacement ou dont la fréquence de répétition varie en accord avec la vitesse désirée du moteur. Les impulsions d'alimentation de ces moteurs sont aplanies et facultativement amplifiées avant d'être utilisées pour l'entraînement du moteur.
Dans un certain nombre d'appareils, notamment dans les appareils enregistreurs et reproducteurs à bande magnétique, le moteur doit tourner à une vitesse sensiblement constante. Par exemple, le moteur peut être utilisé pour entraîner un organe qui tire la bande devant une tête magnétique de transduction et il est bien connu que dans ces conditions la vitesse de la bande par rapport à la tête doit être maintenue sensiblement constante. Cependant, par suite des variations de tension sur la bande et d'un certain nombre d'autres facteurs, la charge du moteur varie et des variations très notables de la vitesse peuvent se produire. Il est désirable par conséquent de commander la vitesse du moteur par un circuit à boucle fermée qui entraîne le moteur en accord avec la différence entre la vitesse réelle du moteur et une vitesse de référence.
Dans le dispositif selon l'invention on peut utiliser une action de discrimination, c'est-à-dire que le moteur peut être entraîné par des signaux ou en accord avec des signaux représentant la différence entre la vitesse réelle du moteur et une vitesse de référence seulement si la vitesse réelle est inférieure à la vitesse de référence.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention, pour le réglage de la vitesse, d'un moteur électrique alimenté au moyen d'impulsions électriques dont le rapport durée/espacement ou dont la fréquence de répétition varie en accord avec la vitesse désirée du moteur, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour fournir des signaux de déclenchement dont la fréquence varie en accord avec la vitesse du moteur, un circuit bistable agencé, quand il est dans un premier état seulement, pour fournir un signal de sortie assurant l'entraînement du moteur,
et des moyens sensibles aux signaux de déclenchement pour mettre le circuit bistable dans ce premier état après qu'une période de temps donnée s'est écoulée depuis la réception d'un signal de déclenchement et pour commuter le circuit bistable dans son second état à la réception du signal de déclenchement suivant.
La longueur de chaque signal de sortie peut représenter la différence entre la vitesse réelle du moteur et une vitesse de référence. Le moteur peut être ainsi entraîné pendant des périodes d'autant plus longues que sa vitesse est plus au-dessous de la vitesse de référence. Si cependant la vitesse du moteur est supérieure à la vitesse de référence, le circuit bistable reste dans son second état, car un signal de déclenchement est reçu avant que ladite période se soit écoulée, et le moteur n'est pas excité à nouveau jusqu'à ce que sa vitesse tombe au-dessous de la vitesse de référence.
Les moyens sensibles aux signaux de déclenchement comprennent avantageusement un circuit temporisateur agencé, quand il est rétabli et remis en marche, pour produire un signal qui varie depuis une certaine valeur à une vitesse déterminée (de préférence exponentiellement) avec le temps, le circuit temporisateur étant rétabli et remis en marche chaque fois qu'un signal de déclenchement se produit, le circuit bistable étant placé dans son premier état quand le signal dudit circuit atteint une valeur déterminée. Avec un tel agencement, les signaux de déclenchement, qui peuvent provenir d'un générateur tachymétrique entraîné par le moteur, mettent chacun en marche le circuit temporisateur, qui peut être un circuit de charge.
Si le signal de ce circuit atteint la valeur déterminée mentionnée plus haut avant que le circuit soit rétabli, le circuit bis- table donne un signal de sortie capable d'assurer l'entraînement du moteur. En pratique, on peut utiliser un comparateur qui compare l'amplitude du signal
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dudit circuit avec une valeur déterminée et commande le circuit bistable en conséquence.
On peut employer un moyen pour aplanir tout signal de sortie du circuit bistable avant que ce signal de sortie soit utilisé pour entraîner le moteur.
La figure unique du dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention sous forme d'un schéma électrique, Le dispositif représenté est destiné à entraîner un moteur 10 qui est agencé lui-même pour entraîner un organe d'entraînement pour une bande magnétique dans un appareil d'enregistrement et de reproduction magnétique. Un tachymètre à disque 11 est couplé à l'arbre du moteur 10 et coopère avec une bobine 12 pour produire un signal sinusoïdal dont la fréquence instantanée représente la vitesse du moteur. La fréquence peut être égale à la fréquence de rotation du moteur ou peut être un harmonique ou un sous-harmo- nique de cette fréquence.
Le signal sinusoïdal provenant de la bobine 12 est amplifié et formé en carré par un amplificateur 13 et envoyé à la base d'un transistor p-n-p 14. Cette base est shuntée par une diode 15 reliée à la ligne d'alimentation positive et une ligne de sortie 16 provenant du collecteur est shuntée par un réseau différentiateur 17. Des signaux de déclenchement sont produits par les flancs dans le sens positif de l'onde carrée apparaissant sur la ligne 16 du transistor 14. La ligne de sortie 16 est connectée à travers un réseau RC parallèle 18 à la base d'un transistor n-p-n 19 et par des résistances 20 et 21 au collecteur d'un transistor p-n-p 22.
Les transistors 19 et 22 forment complémentairement un circuit bistable dans lequel les deux transistors sont non conducteurs jusqu'à ce qu'un signal dans le sens positif arrive à la base du transistor 19. Le collecteur du transistor 22 est couplé par un potentiomètre 23 à la ligne négative, le curseur 24 du potentiomètre étant connecté à la base d'un transistor n-p-n 25 qui forme avec un transistor n-p-n 26 un circuit pseudo-symétrique à résistance cathodique commune.
En réglant la position du curseur 24, la tension vers laquelle un condensateur 27 est chargé et par conséquent le taux de charge sont modifiés.
Les collecteurs des deux tranistors 25 et 26 sont couplés à travers des résistances au collecteur du transistor 22. La base du transistor 26 est couplée au point milieu d'un circuit de charge comprenant le condensateur 27 et un circuit résistant 28. Ce circuit 28 comprend deux branches contenant des résistances réglables 29 et 30, un interrupteur 31 étant utilisé pour shunter à volonté la branche contenant la résistance 30 par la branche contenant la résistance 29. L'autre extrémité du circuit 28 est connectée au collecteur du transistor 22.
Le circuit collecteur-émetteur d'un transistor n-p-n 32 est couplé aux bornes du condensateur 27, la base du transistor 32 étant couplée au collecteur d'un transistor p-n-p 33 et à la base d'un transistor 34 dont le circuit émetteur-collecteur est connecté entre la ligne de terre et la jonction des résistances 20 et 21. Un transistor 35 comprend un circuit émetteur-base connecté entre les collecteurs des transistors 25 et 26, son collecteur alimentant la base d'un nouveau transistor 35a dont le collecteur alimente par un circuit d'entrée RC parallèle 36 le transistor 33.
Une ligne s'étend depuis le collecteur du transistor 19 jusqu'à la base d'un transistor 37 dont le collecteur est couplé au collecteur d'un transistor 38 et dont l'émetteur est connecté par un circuit intégrateur 39 à la base du transistor 38. L'émetteur du transistor 38 alimente un amplificateur 40 fournissant le courant d'entraînement pour le moteur 10.
La ligne 16 alimente aussi la base d'un transistor 41 dont le collecteur est relié au curseur 24.
Envisageons le fonctionnement de ce dispositif. Quand un signal dans le sens positif apparaît sur la ligne 16, le transistor 19 est conducteur et maintenu conducteur par son transistor complémentaire 22. Cela produit une élévation de tension sur la base du transistor 26, le taux d'augmentation étant déterminé par la constante de temps du circuit de charge 27, 28. Quand la tension sur la base du transistor 26 atteint celle qui est établie sur la base du transistor 25 par le curseur 24 du potentiomètre 23 (qui présente une tension notable entre ses bornes quand le transistor 22 est conducteur), le transistor 35 est enclenché. Cela produit, par les transistors 35a et 33, une impulsion dans le sens positif sur le collecteur du transistor 33. Cette impulsion dans le sens positif est renvoyée à la base des transistors 32 et 34.
Le transistor 32 décharge rapidement le condensateur 27 en vue d'un autre cycle. Le transistor 34 met hors circuit le transistor 19 et par conséquent le transistor 22. L'impulsion dans le sens positif sur le collecteur du transistor 19 est envoyée à un amplificateur de sortie à émetteur constitué par les transistors 37 et 38. La sortie de cet amplificateur, qui est amplifiée par le transistor 38, reste à une valeur positive élevée jusqu'à ce qu'un autre signal de déclenchement (c'est-à-dire une impulsion dans le sens positif) soit envoyé depuis le transistor 14.
Les transistors 19 et 22 sont alors enclenchés et le signal de sortie du transistor 38 (qui est déterminé par la tension sur le collecteur du transistor 19) tombe à une valeur insuffisante pour produire l'entraînement du moteur. Cependant, puisque les transistors 19 et 22 sont maintenant conducteurs, le cycle d'opérations qui vient d'être décrit se répète.
En pratique, la constante de temps imposée par le circuit de charge est réglée de façon que la longueur du signal de sortie dans le sens positif provenant de l'amplificateur à émetteur soit nulle si le moteur 10 tourne à la vitesse requise. Dans ces conditions, si le moteur tourne à une vitesse inférieure à la vitesse requise, il reçoit des impulsions d'une amplitude fixe mais d'une durée et d'une fréquence augmentant avec l'écart de la vitesse réelle par rapport à la vitesse donnée. Toutefois, si la vitesse du moteur augmente, toute la puissance d'entraînement au moteur est alors coupée, de sorte que le moteur ralentit à la vitesse donnée et au- dessous.
Les deux transistors 37 et 38 forment un circuit bistable en ce sens qu'ils sont dans un état (conducteur) ou dans un autre état (coupure) selon le potentiel du collecteur du transistor 19. Il est évident que diverses modifications peuvent être apportées au circuit décrit. Par exemple, le circuit bistabie peut comprendre un circuit du type Eccles-Jordan et le circuit temporisateur peut comprendre un multivibrateur monostable.