CH523627A - Dispositif de réglage de vitesse d'un moteur à courant continu - Google Patents

Description

  
 



  Dispositif de réglage de vitesse d'un moteur à courant continu
 On connaît déjà des dispositifs de réglage de vitesse d'un moteur à courant continu à flux inducteur constant comprenant des moyens de réglage du courant d'alimentation dudit moteur et un dispositif de commande de ces moyens de réglage, ce dispositif étant piloté par une tension électrique dont l'amplitude est fonction de la vitesse de rotation du moteur.



   Dans les dispositifs connus de ce genre, la tension électrique servant au pilotage du dispositif de commande est obtenue à partir d'une dynamo tachymétrique entraînée par le moteur dont on veut régler la vitesse. Ces dispositifs conviennent très bien aux moteurs d'une certaine puissance, mais sont inutilisables pour les très petits moteurs, car dans ce cas, la dynamo tachymétrique représenterait une machine qui pourrait être aussi grande que le moteur lui-même.



   La présente invention a pour but de permettre l'utilisation d'un dispositif de réglage du type précité sans avoir besoin de recourir à une dynamo tachymétrique. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commutation assurant alternativement la liaison du moteur à la source d'alimentation et au dispositif de commande des moyens de réglage, de façon à piloter ce dernier par la force électromotrice induite dans le moteur pendant les périodes d'interruption du courant d'alimentation.



   Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution et un détail d'une variante de l'objet de l'invention.



   La fig. 1 illustre le schéma de principe de cette forme d'exécution.



   La fig. 2 est un diagramme illustrant les séquences de fonctionnement du circuit selon la fig. 1.



   La fig. 3 est un circuit détaillé de ladite forme d'exécution.



   La fig. 4 illustre un complément au circuit de la fig. 3 dans le cas de la variante d'exécution.



   En référence à la fig. 1, le dispositif décrit est destiné à permettre le réglage d'un moteur électrique M à flux inducteur constant, tel que, par exemple, un moteur à aimant permanent ou à excitation en shunt. Ce moteur est alimenté à partir d'une batterie B par l'intermédiaire de moyens de réglage F. Le courant d'alimentation est interrompu périodiquement par un dispositif K de commutation qui permet de relier l'induit du moteur alternativement à l'alimentation et à un dispositif de mesure comprenant une mémoire S qui peut être constituée simplement par un condensateur et qui agit sur un comparateur
C capable de réagir à la différence entre la force électromotrice
E livrée par la mémoire S et une tension de référence UR fournie par un élément de référence R.



   Le comparateur C fournit un signal:
EMI1.1     
 représentant la différence entre les deux tensions d'entrée et pilotant les moyens de réglage F.



   Le dispositif de commutation détermine une suite de périodes d'alimentation du moteur par la batterie B alternant avec des périodes dans lesquelles l'induit du moteur M est relié à la mémoire S. Cette mémoire reçoit donc une tension qui est égale à la force électromotrice du moteur, c'est-à-dire une tension qui est fonction de la vitesse de rotation du moteur.



  Dans le cas d'un moteur à excitation par aimant permanent, cette tension est en pratique linéairement proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur. La fréquence de commutation du dispositif K doit être assez élevée pour que la vitesse de rotation du moteur ne varie pas sensiblement pendant les périodes de mesure, c'est-à-dire pendant que son induit est relié à la mémoire S.



   La fig. 2 illustre schématiquement l'alternance des périodes d'alimentation du moteur, désignées par  temps moteur , et les périodes pendant lesquelles l'alimentation est coupée,
I'induit étant relié à la mémoire S. Cette dernière période est indiquée:  temps mesures , et sa durée est   Tl.    T2 représente la mesure du temps moteur, tandis que T3 représente un temps mort entre la fin d'un temps moteur et le début d'un temps de mesure. De cette façon, la mesure n'est pas altérée par les phénomènes transitoires qui suivent la coupure de l'alimentation par le dispositif K.



   Dans le dispositif représenté, le signal de sortie du comparateur constitue un signal d'erreur qui est positif ou négatif suivant le sens de l'erreur et qui permet d'agir dans un sens ou dans l'autre sur les moyens de réglage F. De cette façon, si un écart se produit entre la vitesse de rotation réelle du moteur et  sa vitesse de rotation de consigne, qui est illustrée par la tension de référence UR, on obtient à la sortie du comparateur C un signal qui agit sur les moyens de réglage dans le sens voulu pour compenser cet écart, ceci jusqu'à ce que la force électromotrice de l'induit et la tension de référence soient égales.



   La fig. 3 illustre un schéma détaillé du dispositif selon la fig. 1. La source d'alimentation n'est pas représentée, mais est reliée aux bornes désignées par   +UB    et O. Le courant d'alimentation du moteur est contrôlé par un transistor   Q    dont l'émetteur est en série avec une résistance   Rl3.    Un condensateur   C, est    destiné à absorber en partie les surtensions dues à la commutation de l'induit du moteur.



   Les temps de mesure et les temps moteurs sont déterminés par un multivibrateur classique comprenant deux transistors
Q1 et Q2, deux condensateurs C1 et   Q,    et quatre résistances   R    à R4. Aux bornes de la résistance R, apparaît une tension U, dont l'allure est représentée au bas de la fig. 3 à gauche. Cette tension   U1    est appliquée par une diode D, à la base d'un transistor Q5, qui est reliée à la borne O par une résistance   R t    shuntée par un condensateur C,. Lorsque la tension   U5    est positive, le potentiel de la base du transistor   O,    est plus élevé que celui de son émetteur, de sorte que   Q,    est non conducteur.



  Lorsque la tension   Ul    est sensiblement nulle, le transistor   O,    devient conducteur, de sorte qu'un condensateur C4 est branché en parallèle sur l'induit du moteur M.



   La tension U1 commande d'autre part le fonctionnement du comparateur qui comprend deux transistors Q, et Q4 connectés de façon à constituer un amplificateur différentiel. A cet effet, la base du transistor Q, est maintenue à un potentiel de référence fixé par un diode Zener D2 en série avec une résistance   R7,    tandis que la base du transistor Q4 reçoit le potentiel du condensateur C4. Le comparateur entre en fonction dès que les émetteurs des transistors Q, et Q4 sont amenés à un potentiel plus positif que celui de leur base, ce potentiel étant appliqué à partir de la tension   Ul    par une diode   Dl    et une résistance   Ro    pour éviter d'appliquer un potentiel trop positif auxdits émetteurs.



   Lors du fonctionnement du comparateur, le courant total des émetteurs, qui est limité par la résistance R5, se divise en deux courants passant respectivement par les transistors   Q,    et
Q4, et les résistances   R8    et   RO,    respectivement   Rlo.    Le rapport entre ces deux courants est déterminé par les potentiels respectifs des bases desdits transistors.   ll    en résulte que la tension Us obtenue aux bornes de la résistance   RO    est une fonction de la différence entre la tension du condensateur C4 et la tension de référence définie par la diode Zener   D2.      ll y    a lieu de noter qu'une diode D4 branchée entre la diode Zener et le condensateur C4 empêche que la tension aux bornes de ce dernier ne 

   prenne une valeur plus élevée que la tension critique de la diode Zener.



     ll    y a lieu de noter encore qu'une résistance   R15    et un potentiomètre   Pl    constituent un atténuateur réglable permettant d'agir sur la charge du condensateur C4 à partir de la force électromotrice de l'induit du moteur M, et par là de régler la valeur de consigne de la vitesse du moteur.



   Lorsque la tension   Ul    est sensiblement nulle, le comparateur n'est pas en fonctionnement et la tension U, est aussi pratiquement nulle. Le transistor Q6 est non conducteur et le moteur M n'est pas alimenté. Par contre, le transistor Q, est conducteur, de sorte que le condensateur C4 reçoit une charge dépendant de la force électromotrice instantanée de l'induit du moteur M.



  Dès que la tension   U1    devient positive, le transistor   O,    devient non conducteur, et un courant s'établit dans le comparateur, de sorte que le transistor Q6 devient conducteur en fonction du potentiel appliqué sur sa base. Ce potentiel est d'autant plus élevé qu'un courant   important    passe dans la résistance   RI,    c'est-à-dire que le potentiel du condensateur C4 est faible.



   Lorsque la vitesse du moteur M augmente, sa force électromotrice augmente aussi, de même que la tension du condensateur C4, et le courant dans la résistance   RO    diminue. Par conséquent, le potentiel de la base du transistor   O,    diminue aussi, ce qui entraîne une diminution corrélative du courant d'alimentation du moteur M pendant les périodes d'alimentation.



     ll    y a lieu de remarquer qu'au moment où la tension   Ul    tombe à sa valeur presque nulle, le transistor   O,    ne devient pas immédiatement conducteur, car le condensateur C, doit d'abord se décharger dans la résistance   R11    pour que le potentiel U4 de la base du transistor Q, s'abaisse suffisamment pour amener ce transistor à l'état conducteur. De cette façon, il s'écoule un temps mort entre la fin d'une période d'alimentation et le début de la mesure consécutive de la force électromotrice du moteur M. De cette façon, on évite de mesurer des tensions parasites dues aux phénomènes transitoires survenant lors de la coupure du courant d'alimentation.



   Dans la forme d'exécution selon la fig. 3, le condensateur
C4 joue le rôle d'intégrateur de la force électromotrice du moteur et   l'on    obtient aux bornes de ce condensateur une tension représentant une valeur moyenne de la vitesse du moteur. Si   l'on    désire obtenir des réactions particulièrement rapides du dispositif de réglage, il est possible d'éviter cet effet d'intégration en déchargeant le condensateur C4 avant le début de chaque période de mesure. La fig. 4 illustre des moyens permettant d'assurer la décharge du condensateur C4 avant chaque période de mesure.



   En référence à la fig. 4, la tension aux bornes de la résistance   Rl    du multivibrateur est appliquée par un condensateur
C6 à la base d'un transistor Q, court-circuitant le condensateur
C4. Le condensateur   C,    forme avec la résistance R14 un circuit différentiateur qui produit une impulsion positive sur la base du transistor Q, chaque fois que la tension aux bornes de la résistance   Rl    passe d'une valeur sensiblement nulle à une valeur positive. Cette impulsion est appliquée par l'intermédiaire d'une diode D,. Une résistance   R53    fixe le potentiel de la base du transistor Q, pendant les périodes où la diode   D3    est non conductrice.

 

   Le montage de la fig. 4 permet ainsi de décharger le condensateur C4 après la fin de chaque période d'alimentation, cette décharge ayant lieu pendant le temps mort déterminé par le condensateur C, et la résistance   Roll.    

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Dispositif de réglage de vitesse d'un moteur à courant continu à flux inducteur constant, comprenant des moyens de réglage du courant d'alimentation dudit moteur et un dispositif de commande de ces moyens de réglage, ce dispositif étant piloté par une tension électrique dont l'amplitude est fonction de la vitesse de rotation du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commutation assurant alternativement la liaison du moteur à la source d'alimentation et au dispositif de commande des moyens de réglage, de façon à piloter ce dernier par la force électromotrice induite dans le moteur pendant les périodes d'interruption du courant d'alimentation.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend un condensateur auquel est appliquée ladite force électromotrice par le dispositif de commutation.

   2. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commutation est électronique.

   3. Dispositif selon la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de commutation comprend un multivibrateur définissant les périodes d'alimentation et de non-alimentation du moteur.

   4. Dispositif selon la revendication et les sous-revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément à retard (C,, Roll) produisant un intervalle de temps entre la fin d'une période de liaison du moteur à la source d'alimentation et le début de la liaison consécutive entre le moteur et le dispositif de commande des moyens de réglage.

   5. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de décharge du condensateur pendant la période d'alimentation du moteur.