CH658154A5 - Dispositif de commande pour moteur a tension alternative. - Google Patents

Description

L'invention se rapporte à un dispositif de commande pour un groupe d'au moins deux moteurs sans balai à tension alternative présentant des caractéristiques de fonctionnement différentes l'une de l'autre, par exemple des fréquences de la tension de commande différentes avec des couples maximas différents, et qui sont chacun agencés pour être alimentés par une tension de commande et un courant de commande à partir d'un convertisseur statique.

Un grand nombre d'avantages sont obtenus en commandant des moteurs à tension alternative, tels que des moteurs réversibles, par un convertisseur, car à l'aide de moyens simples il est possible de commander le convertisseur de telle sorte que, par exemple, la fréquence de la tension de sortie soit déterminée à l'intérieur d'une grande plage de fréquences, de manière à entraîner le moteur réversible relié à ce convertisseur à une vitesse désirée dans l'une ou l'autre des deux directions de rotation sélectionnées, ou par exemple, de sorte qu'à une vitesse déterminée le moteur ne soit capable de développer qu'un couple maximum déterminé. Des convertisseurs statiques du type de ceux conçus pour commander l'entraînement de moteurs, par exemple dans des machines actionnées par une pluralité de moteurs, ou pour la commande de l'entraînement de différents outils à mains placés en position de travail, sont relativement chers, toutefois et jusqu'à présent n'ont que peu été utilisés car il était nécessaire d'assigner un convertisseur distinct à chaque moteur.

Dans bien des cas, par exemple sur une place de travail équipée de perçeuses à vitesses multiples entraînées par moteur, des étaux motorisés etc. l'ouvrier doit utiliser les machines suivant une séquence déterminée. En conséquence il est théoriquement possible d'utiliser un seul convertisseur, qui peut être reréglé par l'ouvrier pour être adapté à l'outil devant être utilisé à ce moment précis, pour appliquer une tension à l'outil à une fréquence qui provoque le fonctionnement du moteur à une vitesse désirée, ou qui délivre un courant d'entraînement maximum pour, par exemple, un serre-vis ou serre-boulon. En pratique, toutefois, un tel système ne fonctionne pas de façon satisfaisante, entre autre du fait du temps relativement long nécessaire pour passer d'une opération de travail à une autre, soit pour changer d'outil ou de machine qui a des caractéristiques différentes de l'outil ou de la machine précédente par exemple une vitesse de rotation différente . De plus, il y a un risque que l'ouvrier oublie de modifier le réglage du convertisseur et ainsi cause des dommages aux moteurs.

En conséquence un objet principal de l'invention est de réaliser un dispositif de commande pour un groupe de moteurs dont au moins deux présentent des caractéristiques de fonctionnement différentes, c'est-à-dire nécessitent un changement de la fréquence de la tension d'alimentation par exemple, dans lequel on utilise un seul convertisseur statique réglable qui lorsque l'on connecte l'outil à la sortie de ce convertisseur, est automatiquement adapté aux conditions d'alimentation requises pour le moteur actionnant cet outil.

Ceci est réalisé à l'aide de l'invention définie dans les revendications indépendantes 1 et 7 annexées et décrite en référence à une forme d'exécution illustrée aux dessins annexés dans lesquels:

la figure 1 est une illustration simplifiée d'une forme d'exécution;

la figure 2 illustre une variante de la forme d'exécution de la figure 1;

la figure 3 illustre une autre variante de la forme d'exécution de la figure 1, et la figure 4 illustre une autre forme d'exécution de l'invention.

La figure 1 illustre de façon simple une première forme d'exécution dans laquelle quatre moteurs à courant alternatif différent présentent chacun des caractéristiques différentes pou5

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vant être couplés, l'un après l'autre, à un seul et même convertisseur. Les moteurs peuvent être incorporés dans des outils ou machines séparés, telle qu'une perçeuse, une ponçeuse, un étau à couple limité etc. ou par exemple dans une machine dans laquelle les moteurs sont agencés pour fonctionner dans une séquence donnée, l'un après l'autre. Dans la figure 1, les références 1, 2 et 3 identifient l'entrée à trois phases d'un convertisseur réglable 4, dont les trois phases de sortie sont identifiées par les références 5, 6 et 7. Le convertisseur 4 est d'un type commercialement disponible, tel que le type AS 4000 fabriqué par la firme Emerson Electric Co., Santa Ana, Californie, U.S.A. et est muni avec une commande d'entrée ayant les terminaux 8, 9. En appliquant un signal de commande donné à la commande d'entrée 8, 9 ou en branchant une charge, il est possible soit de modifier la fréquence du convertisseur à la sortie du convertisseur, soit de renverser le sens de rotation du moteur relié au convertisseur, ou encore de modifier la valeur d'un maximum de courant donné, de manière à changer le couple maximum du moteur relié à ce convertisseur. Dans l'exemple illustré à la figure 1, la commande d'entrée 8, 9 est reliée à quatre potentiomètres 10, 11, 12 et 13 dont chacun est réglé à une valeur fixe donnée et constitue un moyen d'identification pour les moteurs respectifs, dont seulement deux sont illustrés, l'un en traits pleins 15 et l'autre en traits pointillés en 15'. Chaque potentiomètre a un réglage qui correspond aux caractéristiques de fonctionnement désirées du moteur qui lui est associé, tel que vitesse de rotation ou couple maximum, de manière à ajuster le convertisseur 1 de façon à modifier la fréquence de sa tension de sortie, par exemple pour modifier la fréquence entre les valeurs de 100 Hz, 120 Hz, 130 Hz et 300 Hz respectivement, provoquant en conséquence des vitesses de rotation différentes des quatre moteurs connectés. Dans l'exemple illustré chaque moteur est relié par un cable 16 et son connecteur mâle correspondant. Chaque connecteur mâle a cinq contacts 17, 18, 19, 20 et un des contacts restants 21, 31, 32, 33, selon lequel des moteurs est desservi par le connecteur en question comme indiqué en détail ci-dessous. Chaque connecteur mâle est enfichable dans un connecteur femelle qui est commun pour tous lesdits connecteurs mâles et qui est muni de contacts 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 et 29 et dont les contacts 22, 23, 24 et 29 sont disposée de façon à être connectés avec les contacts 17, 18, 19 et 20 d'un connecteur mâle chaque fois qu'un connecteur mâle est accouplé à ce connecteur femelle, tandis que les contacts restants 25, 26, 27 et 28 du connecteur femelle sont agencés pour coopérer avec un contact désigné 33, 32, 31 et 21 d'un connecteur mâle particulier et avec l'un des potentiomètres 10, 11, 12, 13 en fonction du moteur auquel le connecteur mâle accouplé au connecteur femelle est associé. Ainsi dans la figure 1, le moteur 15 est relié par le cable 16 à un connecteur mâle qui en plus des quatres contacts 17, 18, 19 et 20 comporte également le contact 21, qui est court-circuité par le contact 20 d'un connecteur 30. Ainsi, en fait le contact 17 agit avec le contact 22, le contact 18 avec le contact 23, le contact 19 avec le contact 24, le contact 21 avec le contact 28, le contact 28 agissant avec le potentiomètre 10, et le contact 20 avec le contact 29. Comme il vient d'être exposé, les deux contacts 20 et 21 sont court-circuités à l'aide du conducteur 30 du connecteur mâle de sorte que les contacts 21, 28, 20, 29, le conducteur 30 et le potentiomètre 10 forment un circuit de commande aux bornes de la commande d'entrée 8, 9 et agit sur le convertisseur 4 de manière à ce que la tension de sa sortie 5, 6 et 7 soit à une fréquence de 100 Hz, selon le présent exemple. On comprendra de ce qui précède que le connecteur mâle du moteur 15' qui entraîne un autre outil ou machine, inclut également les contacts 17, 18, 19 et 20 reliés aux contacts 22, 23, 24 et 29 du connecteur femelle. En plus le connecteur mâle comprend également l'un des contacts restants 31, 32, 33 coopérant avec le contact associé 22, 25 et 24 du connecteur femelle et ainsi avec les potentiomètres respectifs 11, 12 et 13. Ainsi en admettant que le moteur 15' doit fonctionner à une fréquence de sortie de 130 Hz, le connecteur mâle du moteur 15' comprend un contact 31 court-circuité avec le contact 20 par un conducteur 30 (illus-s tré en lignes pointillées) de sorte que lorsque ledit moteur est relié en forme aux bornes de l'entrée 8, 9, un nouveau circuit de commande qui comprend les paires de contacts 17, 22; 18, 23; 19, 24; 31, 27 et 20, 29; le conducteur 30 et le potentiomètre 11 coopérant avec le contact 27 du connecteur femelle, pour io produire une fréquence de sortie de 130 Hz.

La forme d'exécution illustrée à la figure 2 est une variante de l'exemple de la figure 1 et comporte un seul potentiomètre réglable 35 et un seul contact d'identification 36. Dans cette forme d'exécution, le connecteur mâle, ici 37, correspond au 15 contact d'identification 38 présentant une longueur correspondant à une valeur de réglage du potentiomètre 35, soit une longueur qui est individuelle au moteur 15 relié au système. L'extrémité interne du contact d'identification 38 coopère avec un curseur 39 axialement déplaçable dans un support 40 et por-20 tant un contact mobile 41 du potentiomètre. Le curseur 39 est mis en contact par un ressort 42 avec l'extrémité interne du contact d'identification 38. Comme dans l'exemple décrit précédemment le potentiomètre est relié à l'entrée de commande 8, 9 du convertisseur 4.

2s Dans la forme d'exécution illustrée aux figures 1 et 2, l'élément d'identification d'un moteur pour le connecteur des moteurs respectifs 15, soit les potentiomètres 10, 11, 12, 13 et 35 sont illustrés comme étant en connexion avec le convertisseur 4, mais il est aussi possible de placer les moyens d'identifi-30 cation par exemple dans l'outil comme illustré à la figure 3. L'outil à mains par exemple une ponçeuse est située dans le cercle 43 et chaque outil comprend une résistance 44 reliée aux bornes de deux contacts dans la prise 45 entre l'outil 43 et le convertisseur 4 et est branchée dans le circuit de commande 35 d'entrée 8, 9 du convertisseur 4 par un câble 46.

Dans ce qui précède on a assumé que le circuit de commande relié à l'entrée du convertisseur détermine par exemple la fréquence de la tension de sortie ou le courant maximum. Il faut entendre toutefois que la résistance 44 de l'exemple de la 40 figure 3 peut être une résistance sensible à la température agencée pour bloquer le convertisseur et ainsi stopper le moteur s'il y a un risque de surchauffe du moteur 15.

La figure 4 illustre schématiquement un dispositif selon l'invention comprenant un circuit d'identification 47 qui com-45 prend toutes les caractéristiques de commande du convertisseur 4. Dans cette forme d'exécution le moteur 15 est supposé être incorporé dans un outil à mains de même que le circuit d'identification 47. Le circuit 47 peut comprendre une mémoire statique ROM, mémorisant des valeurs caractéristiques pour l'outil so à mains, telle que la fréquence d'entraînement du moteur, la température maximum de l'outil, la direction de rotation, le couple maximum etc. Le contenu de la mémoire 47 est lu par un circuit électronique 48, qui transfère la valeur de commande à un circuit de commande 49 relié à l'entrée 8, 9 du convertis-55 seur 4. Un convertisseur utilisable dans ce contexte est le convertisseur microprocesseurisé vendu par Emerson Electric Co. Santa Ana, Californie, U.S.A. sous la référence type AS 5100. Comme on le comprend aisément, la mémoire statique 47 peut être remplacée par un micro-processeur. Des moyens d'identifi-60 cation utilisables sont par exemple en plus de ceux cités plus haut, des capacités, circuits RC etc.

Comme le circuit d'identification 47 ainsi que la résistance 44 de l'exécution de la figure 3 sont incorporés dans l'outil, seulement deux pôles 50, 51 sont nécessaires pour transmettre 65 les données de commande. Dans sa forme la plus simple, la donnée dans le circuit d'identification 47 comprend un nombre qui est caractéristique de la machine en question et qui lorsqu'il est reçu par le micro-processeur 48 provoque la transmission

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des données de commande individuelles de la machine et de son moteur au circuit de commande 49, et de là à l'entrée 8, 9 du convertisseur 4.

Dans ce qui précède on a supposé que lorsqu'un outil particulier doit être utilisé il est connecté à un connecteur femelle. On comprendra toutefois que tous les outils utilisés dans une place de travail particulière peuvent être reliés de façon permanente ou continue mais que la connexion électrique n'est établie que lorsque l'outil est utilisé, l'outil est alors muni d'un bouton de marche qui ferme le contact dans les conducteurs respectifs, s Un tel bouton de marche 52, qui actionne lesdits contacts, par exemple le contact 53, est illustré à la figure 3.

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1 feuille dessins

Claims (9)

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1. Dispositif de commande d'un group d'au moins deux moteurs à courant alternatif sans balai (15) présentant des caractéristiques de fonctionnement différentes, chacun de ceux-ci étant agencé pour être alimenté avec des paramètres d'alimentation électrique propres à partir d'un convertisseur statique, caractérisé par le fait que le dispositif comprend des moyens pour relier électriquement lesdits moteurs (15) un à la fois, à la sortie (5, 6, 7) d'un seul et même convertisseur réglable (4); et par le fait qu'à une telle connection des moyens d'identification (10-13; 35; 44; 47) individuels pour chaque moteur (15) sont agencés de manière à coopérer avec une entrée de commande (8, 9) du convertisseur (4) afin de régler ce convertisseur de sorte qu'il génère une énergie électrique spécifique avec les paramètres nécessaires pour ledit moteur (15, 15').

2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'identification comportent au moins un élément électrique (10-13; 44; 47) qui soient caractéristiques pour chaque moteur, associés avec ledit moteur ou le convertisseur, et reliables électriquement à l'entrée de commande (8, 9) du convertisseur lorsque le moteur (15) est relié électriquement audit convertisseur (4).

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REVENDICATIONS

3. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'identification comprennent un élément d'actionnement mécanique (38) associé avec le moteur (15, 15') et un circuit d'identification électrique ajustable (35, 41) sur le convertisseur (4) agencé de manière à être réglé mécaniquement par ledit élément d'actionnement en correspondance avec la caractéristique de travail du moteur (15) lorsque ledit moteur (15) est électriquement relié au convertisseur (4).

4. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens d'identification comprennent un circuit mémoire (47) dans ledit moteur agencé de manière à être lu par un microprocesseur (48) associé avec ladite entrée de commande (8, 9) dans ledit convertisseur (4) pour générer et transmettre des signaux de commande à l'entrée de commande du convertisseur.

5. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens d'identification (47) comprennent un microprocesseur (48).

6. Outil à main muni d'un moteur électrique à courant alternatif sans balai (15) commandé par un dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que cet outil est muni de moyens d'identification (10-13; 35; 44; 47) pour actionner en réponse au fait que ledit outil est électriquement relié audit convertisseur (4), de moyens d'entrée de commande (8, 9) sur le convertisseur pour régler celui-ci de manière à générer les paramètres d'alimentation spécifique nécessaires pour le moteur (15).

7. Outil à main selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens d'identification comprennent un circuit d'identification (10-13; 35; 44, 47) reliable électriquement audits moyens d'entrée de commande (8, 9).

8. Outil à main selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens d'identification comprennent un élément d'actionnement mécanique (38) pour agir mécaniquement sur le circuit d'entrée de commande (8, 9) de manière à régler les propriétés électriques de celui-ci.

9. Outil à main selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'identification comprennent un circuit mémoire (47).