Brevet FR2005703A1 — publié le 19691212

L'invention concerne un montage pour stabiliser automatiquement et indépendamment de la charge, la vitesse de rotation d'un moteur shunt à courant continu, dans lequel on utilise les variations du courant d'induit, consécutives aux variations de la charge, pour faire varier la tension d'induit. Dans le dispositif le plus simple de cette sorte, que le brevet allemand n" 454 080 a fait connaftre, on trouve placée en série avec 1induit, une résistance fer-hydrogène-, dont la valeur diminue lors d'un accroissement du courant d'induit correspondant à un accroissement de la charge du moteur, et augmente lors d'une décroissance dudit courant correspondant à une décroissance de la charge du moteur, de sorte que la chute de tension au travers de cette résistance varie en sens inverse du courant d'induit, et qu'il en résulte une variation, proportionnelle à la charge, de la tension aux bornes du moteur.Dans une deuxième forme de réalisation la résistance fer-hydrogène est remplacée par deux résistances en série, dont l'une, constituée par une bobine mobile, fait varier la valeur de l'autre dans le sens indiqué précédemment. Ces deux solutions présentent l'inconvénient d'être imparfaites pour stabiliser la vitesse de rotation par suite de l'inertie de la variation de la résistance. Le brevet français 1 428 478 a montré que la stabilisation automatique, et indépendante de la charge, de la vitesse de rotation a une importance particulière dans les moteurs shunt à courant continu et à aimant permanent, utilisés pour la commande des appareils dentaires. Le brevet allemand 1 129 600 a fait connaître pour les moteurs shunt à courant continu, dont le stator est à aimant permanent, un montage pour stabiliser la vitesse de rotation, dans lequel on utilise un transistor comme résistance contrôlable. Le circuit émetteur-collecteur de ce transistor est spé- cialement, à cet effet, branché en série avec un enroulement auxiliaire particulier, fixé sur les branches de l'aimant permanent, ledit enreulement pr duisant un champ qui s'oppose à celui de l'aimant permanent.La chute de tension dans une résistance branchée en série avec l'enroulement d'induit est utilisée pour commander le transistor de façon que, pour une vitesse de rotation du moteur décroissante sous une charge donnée, et donc pour un accroissement consécutif du courant d'induit, la résistance é metteur-collecteur du transistor décroisse, et que donc le courant traversant l'enroulement auxiliaire soit amplifié. Par suite de la réduction du champ de l'aimant perma- nent, qui en résulte, la vitesse de rotation du moteur s'accroit. Cette façon de stabiliser la vitesse de rotation d'un moteur shunt à courant continu est gênante à deux points de vue dans son application aux appareils dentaires. L'enroulement de commande, fixé sur l'aimant permanent, nécessite un espace supplémentaire augmentant les dimensions du moteur ce qui n'est pas souhaitable pour l'entrafnement directe des pièces à mains pour fraise des dentistes, et le champ de l'aimant permanent ainsi que le couple moteur ma ximal en sortit précisément diminués au moment où le moteur est chargé. Un autre montage pour régler et stabiliser la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu pour appareils dentaires, dans lequel un circuit en pont est utilisé pour commander la tension du moteur, est indiqué dans le brevet français 1 397 306. L'inconvénient de ce montage est dt à la dépense élevée qu'entraflient le circuit en pont et l'amplificateur de la tension aux bornes d'une diagonale dudit pont. Le but de la présente invention est de réaliser un montage pour stabiliser indépendamment de la charge la vitesse de rotation des moteurs shunt à courant continu, qui évite les inconvenients indiqués. étant donné que, dans les pièces à main- pour fraise des dentistes il n'y a de place que pour de très petits moteurs, il faut donc tenir compte du fait que la solution, qui doit être recherchée parmi les plus simples et les moins chères possibles à trouver, ne doit pas être plus préjudiciable à la puissance, de toute façon très faible, des moteurs utilisés. La présente invention concerne un montage du type indiqué ci-dessus, comportant, dans le circuit d'induit, une première résistance, qui est constituée par la voie collecteur-émetteur d'un transistor de puissance, et dont la valeur, commandée par la chute de tension, variable en fonction de la charge, au travers d'une seconde résistance du circuit d'induit, varie en sers inverse de la consommation en courant du moteur, la seconde et la première résistances étant reliées aux deux bornes de la source de tension d'alimentation, en particulier pour l'entrainement- d'appareils dentaires ; le montage selon la présente invention est caractérisé par le fait que la tension de la base du transistor de puissance est prelevée sur un potentiomètre, branché en parallèle sur le montage série de la première résistance et de l'induit du moteur, et en série avec la seconde résistance. On expliquera plus loin le fonctionnement du montage suivant la présente invention en s'appuyant sur les figures. Ce montage règle la vitesse de rotation du moteur sans' enroulement auxiliaire et sans diminuer le champ de l'aimant permanent, et donc le rendement du moteur.En- utilisant la caractéristique linéaire. vitesse de totation couple moteur des moteurs shunt à courant continu, ce montage pourrait être constitué à la manière d'un circuit d'anticipation de la grandeur perturbatrice, et il pourrait être considéré comme simple comparativement à l'état de la technique indiquée. D'autres caractéristiques de la présente invention ressortiront de ce qui suit, et l'invention sera mieux comprise par la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple, et représentée au dessin annexé, dans lequel: La figure I représente le montage suivant l'invention pour stabiliser, irr dépendamment de la charge, la vitesse de rotation d'un moteur shunt à courant continu pour appareils dentaires. La figure 2 représente une autre forme de réalisation du montage suivant la présente invention, selon la figure 1. Sur la figure 1 on a repéré par I le transistor de puissance, dont la voie collecteur-émetteur forme la première résistance réglable, et par 2 la seconde résistance, ces deux résistances étant montées en série avec le moteur 3 à courant continu et à aimant permanent, et branchées aux bornes 4 et 5 de la source de tension d'alimentation. En parallèle avec le montage série de la première résistance variable et du moteur, et en série avec la deuxième résistance est branché aux bornes de la source de tension d'alimentation un potentiomètre qui est formé par les résistances 6 et 7 et qui est relié par une prise à la base du transistor de puissance 1. Le collecteur de ce transistor et la seconde résistance sont reliés aux deux bornes de la source de tension d'alimentation. Quand on charge le moteur, sa vitesse de rotation décroît et le courant qu'il absorbe croit par suite de la diminution de la force contre-électromo trice. Le courant plus élevé du moteur produit au travers de la deuxième ré sistance une plus grande chute de tension, ce zenqui qui fait que le potentiel de la base du transistor de puissance; prélevé au potentiomètre, devisent plus po sitif. Ce potentiel plus positif a pour conséquence une diminution de la résis- tance collecteur-émetteur du transistor de puissance et, par là memea 7dll tension accrue aux bornes de l'induit du moteur.Le couple moteur s'éie' ainsi et s'oppose à un nouvel abaissement de la vitesse de rotation du moteur. Sur la figure 2 on a représenté pa d le transistor de puissance branché en série avec le moteur 3 et par 2 la deuxième résistance également branché en série avec le moteur. Le potentiomètre constitué par les résistances 6 et 7 est disposé en parallèle avec le montage série du transistor de puissance et du moteur, et en série avec la deuxième résistance. Entre les résistances 6 et 7 du potentiomètre est branchée la voie collecteur-émetteur d'un second transistor 8, dont le potentiel de la base est prélevé au moyen d'une prise ré glable 9 sur un potentixmètre supplémentaire, constitué par 10 et 11, 11 > direc- tement branché aux bornes 4 et 5 de la source de tension d'alimentation En parallèle sur la résistance 10 de ce potentiomètre est montée une diode de Zener 12 destinée à stabiliser la tension. Le collecteur du second transistor 8 est relié à la base d'un troisième transistor- t3; dont le collecteur est à nouveau connecté avec le collecteur du transistor 1 de puissance. L'émetteur du troisième transistor 13 est brancDle deuE-e part directement à la base du transistor de puissance et dgautre part à l'émetteur de ce même transitor par l'intermédiaire de la résistance 14. Pour un accroissement du courant absorbé, consécutif à une charge du moteur, la chute de tension au travers de la seconde résistance 2 grandit également. n en résulte que le potentiel de l'émetteur du second transistor 8 s'élève par rapport au potentiel de la base de ce même transistor de sorte que la résistance collecteur-émetteur de ce transistor augmente. Par suite de la diminution du flux de courant, qui en résulte, au travers du potentiomètre 6, 7 et 8 la différence de potentiel entre la base et le collecteur du troisième transistor 13 s'abaisse également de meme que la chute de tension entre l'émetteur et le collecteur du transistor.Sous l'effet d'une aug mentation du flux de courant à travers le troisième transistor et de la chute de tension, par suite plus élevée au travers de la résistance 14, et sous l'effet de l'élévation consécutive du potentiel de la base du transistor I de puissance, la résistance collecteur-émetteur de ce dernier diminue.Moyennant.une adaptation correcte du montage amplificateur, pour un accroissement du courant absorbé par le moteur l'élévation de la chute de tension au trera- de la second résistance est plus que compensée par une dimi- n.ntion plus grande de la chute de tension entre le collecteur et l'émedeur du transistor L de puissance, et la tension aux bornes du moteur s'en trouve élevée La prise 9 sur la résistance tO du potentiomètre constitue par les résistances 10 et 11 est réglable On peut régler par cette prise le domaine de fonctionnement du transistor de puissance et, par là même, la vitesse de rotation du moteur C'est cette ponction que possède également la résis- tance variable 6 sur la figure 1. REVENDICATIONS 1. Montage pour stabiliser, indépendamment de la charge, la vitesse de rotation d'un moteur shunt à courant continu, compôrtant, dans le circuit d'induit, une première résistance, qui est constituée par la voie collecteurémetteur d'un transistor de puissance, et dont la valeur, commandée par la chute de tension, variable en fonction de la charge, au travers d'une seconde résistance du circuit d'induit, varie en sens inverse de la consommation en courant du moteur, la seconde et la première résistances étant reliées aux deux bornes de la source de tension d'alimentation, en particulier pour I'entraîhement d'appareils dentaires, caractérisé par le fait que la tension de la base du transistor de puissance est prélevée sur un potentiomètre, monté en parallèle avec le montage série de la première résistance et de l'induit du moteur, et en série avec la seconde résistance. 2. Montage suivant la revendication 1, catactérisé par le fait que le potentiomètre est réglable pour ajuster la vitesse de rotation. 3. Montage suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'entre les deux résistances du potentiomètre est branchée la voie collecteur-émetteur d'un second transistor, dont le potentiel de la base est maintenu constant au moyen d'un autre potentiomètre, branché aux bornes de la source de tension d'alimentation, un élement dudit potentiomètre étant branché en parallèle avec une diode Zener, elle-meme branchée à l'une des bornes de la source de tension d'alimentation, à laquelle est également reliée la deuxième résistance, et que le collecteur du second transistor est relié à la base d'un troisième transistor, dont le collecteur est connecté au collecteur du transistor de puissance, et dbnt l'émetteur est connecté directement à la base de ce transistor de puissance et, par l'intermédiaire d'une résistance, à l'émetteur du même transistor.