Brevet FR2044819A1 — publié le 19710226

Dans un moteur à courant continu et excitation séparée se comportant comme un moteur série, l'induit pilote le champ, c'est-à-dire que la valeur ' instantanée du courant d'induit fixe la valeur de consigne du courant d'excitation. Il en est ainsi jusqu'à ce que le courant d'induit atteigne 5 sa pleine valeur. Le champ doit être affaibli pour un nouvel accroissement de la vitesse de rotation du moteur à courant continu. L'affaiblissement du champ est généralement réalisé comme suit, en fonction de la tension d'induit : la tension aux bornes du moteur est comparée à la tension du réseau et des bascules ou des dispositifs similaires affaiblissent le champ par paliers, 10 en shuntant la valeur de consigne du courant d'excitation. L'invention a pour objet un montage permettant de faire fonctionner un moteur à courant continu, à excitation séparée et à comportement série, sans détermination et comparaison des tensions d'induit et du réseau dans le domaine d'affaiblissement du champ, et dans lequel l'affaiblissement du 15 champ est continu. . L'invention concerne donc un montage pour la commande et la régulation d'un tel moteur à courant continu, excitation séparée et alimentation par un convertisseur statique d'induit, dans lequel la valeur instantanée du courant d'induit constitue la mesure de la valeur de consigne du courant 20 d'excitation et dont le champ est affaibli continûment, au-delà d'une valeur ajustable du coefficient de réglage du convertisseur statique d'induit. Selon une particularité essentielle, la sortie d'un capteur de valeur instantanée du courant d'induit est reliée non seulement à l'entrée du régulateur de courant d'induit, mais aussi à l'entrée d'un premier amplificateur dont la 25 sortie est reliée à l'entrée d'un régulateur de courant d'excitation, par l'intermédiaire d'une résistance de valeur de consigne du courant d'excitation, variable en fonction du réglage produit par le régulateur de courant d'induit. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation 30 et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente le schéma d'un montage selon l'invention et - les figures 2 à 4 représentent les caractéristiques du régulateur de courant d'induit, du second amplificateur et de la valeur de consigne du courant d'excitation. 35 L'induit la d'un moteur à courant continu 1 est alimenté par un convertisseur statique d'induit 2, commandé et représenté schématiquement. L'enroulement d'excitation 1b du moteur est alimenté par un convertisseur statique d'excitation 3, commandé et représenté schématiquement aussi. Le réglage du convertisseur statique d'induit ou d'excitation est déterminé par 70 18856 2 2044819 un régulateur de courant d'induit 4 ou de courant d'excitation 11, attaquant un générateur d'impulsions & ou 13. La valeur de consigne du courant d'induit, délivrée par an émetteur de consigne 7, et la valeur instantanée du courant d'induit, délivrée par un capteur 9» sont appliquées à 1'entrée du régulateur 5 de courant d'induit 4. La valeur instantanée du courant d'induit est appliquée simultanément à l'entrée d'un premier amplificateur 6. La sortie de ce premier amplificateur 6 délivre la valeur de consigne du courant d'excitation, qu'un montage résistances-transistor 14, 15, 10 applique à l'entrée du régulateur du courant d'excitation 11. La valeur instantanée du courant d'excitation est 10 délivrée au régulateur de courant d'excitation par un capteur 12. La sortie du régulateur de courant d'induit 4 est reliée en outre à l'entrée d'un second amplificateur 5, dont la sortie est reliée à I'électrode de base du transistor 10. L'entrée de ce second amplificateur 5 ast polarisée négativement. par une résistance additionnelle 16. 15 Le fonctionnement de ce montage est le suivant. Le convertisseur statique d'induit 2 est réglé par le régulateur de courant d'induit 4 et le générateur d'impulsions 8, en fonction de la valeur de consigne prédéterminée du courant d'induit I. . 1 A consigne La valeur instantanée du courant d'induit !.. délivrée par le A inst 20 capteur 9, étant utilisée comme valeur de consigna »iu courant d'excitation, le régulateur de courant d'excitation 11 et le générateur d'impulsions 13 règlent le convertisseur statique d'excitation 3 de façon que le moteur à courant continu 1 présente une caractéristique série. En d'autres termes, le courant d'excitation croît proportionnellement au courant d'induit. Le 25 second amplificateur 5 est bloqué par une tension de polarisation négative jusqu'à ce que la tension de sortie du régulateur de courant d'induit 4 atteigne une valeur désirée. La transistor 10 est coeducteur, c'est-à-dire que sa résistance interne est faible tant que cet.amplificateur est bloqué. La valeur de consigne du courant d'excitation est intégralement disponible par 30 siite de la résistance totale relativement faible du montage 14, 15, 10. Le second amplificateur 5 est modulé dès que la tension de sortie du régulateur de courant d'induit 4 atteint la valeur désirée. Le transistor 10, commandé par la tension de sortie de l'amplificateur, se comporte comme un rhéostat dont la résistance interne varie linéairement avec le tension de sortie de 35 l'amplificateur 5. Il est ainsi possible d'affaiblir la champ depuis son maximum jusqu'à 0, en fonction de la tension de sortie du régulateur de courant d'induit 4. Le champ n'est toutefois pas annulé, mais affaibli jusqu'à un minimum déterminé par la résistance 15 en parallèle. Lorsque la valeur de 70 18856 3 2044.819 consigne du courant d'induit est diminuée, la tension de sortie du régulateur de courant d'induit 4 et, par suite, la tension de sortie du second auplificateur 5 diminuent aussi, de sorte que le transistor 10 redevient plus conducteur et que l'affaiblissement du champ diminue continûment. Le régulateur 5 de courant d'induit 4 fonctionne en régulateur à deux niveaux dans le montage décrit ci-dessus. Les figures 2 à 4, représentant les caractéristiques du régulateur de courant d'induit 4, du second amplificateur 5 et de la valeur de consigne du courant d'excitation, illustrent ces relations. La figure 2 représente la tension de sortie du régulateur de courant d'induit 4 en fonction 10 de l'écart de réglage X^. La figure-3 représente la relation entre la tension de sortie de l'amplificateur 5 et la tension de sortie du régulateur de courant d'induit 4. La figure 4 représente'enfin la relation entre la valeur de consigne du courant d'excitation et la tension de sortie du régulateur de courant .15 d'induit 4. On voit que ce régulateur 4 règle le convertisseur statique d'induit 2 dans le domaine PO à PI de la caractéristique et aflàiblit le champ dans le domaine PI à P2. La variation de la résitance 16 permet d'ajuster facilement, le début d'affaiblissement du champ. Il est ainsi possible de faire varier à volonté 20 le seuil d'affaiblissement du champ et, par suite, de le placer dans le domaine où le convertisseur statique d'induit n'est pas encore réglé S fond. La variation des résistances 14 et 15 permet de même d'ajuster facilement le degré d'affaiblissement du. champ. Afin; de tirer pleinement parti des avantages du montage selon l'invention, il est nécessaire que la tension de sortie 25 maximale du régulateur de courant d'induit soit suffisamment élevée pour que le convertisseur statique d'induit soit déjà réglé à fond auparavant. Il est par exemple favorable de choisir la tension de sortie maximale du_ régulateur de courant d'induit de façon que le convertisseur statique d'induit soit déjà réglé à fond à 90 % de cette tension. Les dix pour cent restants de la 30 tension de sortie permettent ainsi de moduler 1'amplificateur 5, bloqué jusqu'alors. Contrairement aux types usuels d'affaiblissement du champ, basés sur une comparaison des tensions du moteur et du réseau, le montage précédemment décrit n'exige ni détermination, ni comparaison de ces grandeurs. Un autre 35 avantage réside dans le fait que l'affaiblissement du champ s'effectue continûment et non par paliers. La constitution du montage est' en outre simplifiée. 70 18856 4 2044819 RE _Y_? _G_A_f_X_G _N_S 1. Montage pour la commande et la régulation d'un moteur à courant continu, excitation séparée et alimentation par un convertisseur statique 5 d'induit ayant le comportement d'un moteur série, dans lequel la valeur instantanée du courant d'induit constitué la mesure de la valeur de consigne du courant d'excitation et dont le champ est affaibli continûment au-delà d'une valeur ajustable du coefficient de réglage du convertisseur statique d'induit, ledit montage étant caractérisé en- ce que la sortie d'un capteur 10 de valeur instantanée du courant drinduit est relié non seulement à l'entrée du régulateur de courant d'induit, mais aussi à 1'entrée d'un premier amplificateur dont la sortie est reliée à l'entrée d'un régulateur de courant d'excitation, par l'intermédiaire d'une résistance de valeur de consigne du courant d'excitation, variable en. fonction d» réglage produit 15 par le régulateur de courant d'induit. 2. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance de valeur de consigne du courant d'excitation est constituée par une résistance pure en série avec un transistor en montage émetteuE commun, dont l'électrode de base est reliée à la sortie d'un, second amplificateur, dont 20 l'entrée est reliée à la sortie du régulateur de. courant d'induit-. 3. Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le montage en série de la résistance pure et du transistor est en parallèle avec une résistance 15, assurant une valeur de consigne minimale du courant d'excitation. 4. Montage selon les revendications. 2. ou 3, caractérisé en ce que le 25 second amplificateur est bloqué par une tension de polarisation, appliquée par une résistance additionnelle, jusqu'à ce que la tension de sortie du " régulateur de courant d'induit atteigne une valeur déterminée. 5. Montage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la résistance additionnelle est variable pour ajuster le début d'affaiblissement du champ, 30 6. Montage selon une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les résistances pures faisant partie de la résistance de valeur de consigne du courant d'excitation sont variables pour ajuster le coefficient d'affaiblissement du champ.