Brevet FR2086245A1 — publié le 19711231

séquentiellement reliés en parallèle avec les enroulements de stator 14 et 16. Les valeurs des condensateurs 34 et 36 peuvent être calculées en déterminant d'abord la capacité totale qui serait nécessaire pour provoquer une condition de résonance entre la capaci-5 tance totale et la réactance en cours de l'un ou de l'autre enroulement 14 et 16. Les condensateurs 34 et 36 ont chacun la moitié de cette valeur. La valeur des résistances 32 et 38 peut être calculée en déterminant d'abord la résistance totale nécessaire pour limiter la quantité de courant passant dans les enroulements 14 et 16 pour 10 égaler pratiquement ces valeurs; les résistances 32 et 38 ont chacune le tiers de cette valeur. De cette manière, la combinaison de la résistance 32 et du condensateur 34 en parallèle avec le condensateur 36 et la résistance 38 serait égale en valeur à celles calculées et de ce fait le décalage de phase convenable et la limita-15 tion de courant seraient ainsi accomplies. La borne 20 est en outre reliée à une entrée d'un convertisseur 40 courant alternatif/courant continu (CA/CC) et la borne 22 est reliée à l'autre entrée. Le convertisseur CA/CC 40 peut être de tout type classique, par exemple un redresseur à onde totale ou 20 à demi-onde, avec condensateur entre les sorties. La sortie du convertisseur 40 est couplée aux anodes des RCS 42 et 44. La cathode du RCS 42 est connectée à la jonction entre la résistance 32 et le condensateur 34, tandis que la cathode du RCS 44 est connectée à la jonction entre le condensateur 36 et la résistance 38. La quantité 25 de courant continu fourni par le convertisseur 40 peut être pratiquement égale à la valeur de pointe de la tension alternative. Un circuit de contrôle RCS 46 est également prévu, qui comporte quatre sorties 48, 50, 52 et 54. La sortie 48 sst connectée aux ■ électrodes de porte des RCS 24 et 26; la sortie 50 est connectée 30 aux élfcctrodes de porte des RCS 28 et 30; la sortie 52 est connectée à l'électrode de porte du RCS 42; et la sortie 54 est connectée à l'électrode de porte du RCS 44. Le signal qui apparaît à la sortie 48 et à la sortie 50 est un train d'impulsions se produisant à une fréquence élevée par rapport à la fréquence du courant alterna-35 tif appliqué entre les bornes' 20 et 22. Far exemple, si la fréquence de la tension alternative est de 60 hertz (hz), celle des impulsions aux sorties 48 et 50 pourra être de l'ordre de 1000 hz. Ces chaînes ou trains d'impulsions se produisent pendant le temps que l'on désire faire tourner le moteur, avec un train d'impulsions ap-40 paraissant à la sortie 48 quand on désire que le moteur tourne dans 71 14061 2086245 le sens dextrorsum et un train apparaissant à la sortie 50 si l'on veut que le moteur tourne dans le sens senestrorsum. Le signal qui apparaît aux lignes ou sorties 52 et 54 est une impulsion simple qui se produit lorsqu,on désire arrêter le moteur. Le signal appa-5 raîtra à la ligne 52 si le moteur tourne dans le sens senestrorsum ou si le RCS 44 est conducteur et qu'on désire que le moteur commence à tourner dans le sens senestrorsum; il apparaîtra à la ligne 54 si le moteur a tourné dans le sens dextrorsum ou si le RCS 42 est conducteur et qu'on désire faire tourner le moteur 12 10 dans le sens dextrorsum. Les divers états que l'arbre du moteur peut occuper sont donc la rotation dextrorsum, la rotation senestrorsum, le maintien stationnaire dans le sens dextrorsum et le maintien stationnaire dans le sens senestrorsum. Lorsque le moteur 12 tourne dans le sens dex-15 trorsum, il peut passer à l'état de maintien dextrorsum; de l'état maintien dextrorsum, il peut revenir à l'état de rotation dextrorsum ou au maintien senestrorsum; de ce dernier état, il peut revenir à l'état de maintien dextrorsum ou tourner dans le sens senestrorsum et de cet état de rotation senestrorsum, il ne peut que 20 passer à l'état de maintien senestrorsum. Le TABLEAU 1 résume les états des divers RCS 24, 26, 28, 30, 42 et 44, pour les différents états ou situations du moteur 12. TABLEAU 1 Non - c ondu c t eur 25 Cond. = Conducteur Fonction RCS 24,26 Rotor Rotation dextrorsum Maintien 30 dextrorsum Maintien senestrorsum Rotation senestrorsum Cond. N .Cond. N.Cond. N.Cond. N .Cond. RCS 28,30 N.Cond. N.Cond. N.Cond. RCS 42 N .Cond. N .Cond. Cond. N .Cond. RCS 44 N .Cond. Cond. N .Cond. N .Cond. Cond. 35 On déduit de ce tableau que lorsque le moteur 12 tourne dans le sens dextrorsum, les RCS 24 et 26 seront conducteurs, c'est-à-dire que le train d'impulsions cité plus haut apparaîtra à la sortie 48 du circuit RCS 46. De même, si le moteur^çst maintenu dextrorsum, le RCS 44 sera conducteur, c'est-à-dire^qu'il sera désiré 40 de passer à l'état de maintien dextrorsum, une impulsion apparaîtra 71 14061 2086245 à la sortie du RCS 54 et si le moteur 12 a été précédemment dans l'état de rotation dextrorsum, les impulsions gui apparaîtront au RCS 48 cesseront. Si le moteur 12 est à l'état de maintien senestrorsum, le RCS 44 sera conducteur, c'est-à-dire qu'une impulsion 5 apparaîtra à la sortie 52 du circuit RCS 46 dès qu'on voudra passer à l'état de maintien senestrorsum, tandis que si le moteur est à l'état de rotation senestrorsum, les impulsions à la sortie 50 cesseront. Enfin, quand le moteur 12 est à l'état de rotation senestrorsum, les RCS 28 et 30 seront conducteurs, autrement dit un 10 train d'impulsions apparaîtra à la sortie 50 du circuit RCS 46. Le fonctionnement du circuit 10 est le suivant. On expliquera d'abord comment le réseau de décalage de phases 18 peut commuter en non conduction un RCS précédemment conducteur, si un changement d'état se produit. On supposera d'abord que le moteur 12 est à l'é-15 tat de rotation dextrorsum. Il en résulte qu'un train d'impulsions apparaît à la sortie 48 du circuit de contrôle RCS 46. Comme on l'a mentionné, ces impulsions ont une fréquence qui est élevée par rapport à celle de la tension alternative aux bornes 20 et 22. Quand la tension alternative entre dans chaque demi-cycle positif, 20 c'est-à-dire quand elle croise le niveau de tension de zéro et devient positive, le RCS 24 commencera à conduire dès que le train d'impulsions à la sortie 48 est appliqué à sa porte. Comme ce train a une fréquence élevée par rapport à celle de la tension alternative, une impulsion se produira toujours tout de suite après 25 le passage à zéro et le RCS 24 conduira ensuite pour le reste du demi-cycle positif. Ainsi, le RCS 24 conduira normalement pratiquement pour tout le demi-cycle positif et il sera donc inutile de synchroniser la production des impulsions à la sortie 48 avec le passage à zéro de la tension alternative. Lorsque le RCS 24 est 30 conducteur, le demi-cycle positif de la tension alternative est appliqué dans l'enroulement 14 et une tension décalée de 90° est appliquée à l'enroulement de stator 16. Aussi longtemps que cette tension alternative reste positive, cet état subsiste et la pulsion continue de la porte de RCS 24 durant le reste du demi-cycle 35 positif, sera sans effet. Lorsque la tension alternative entre dans le demi-cycle négatif, c'est-à-dire passe de la valeur positive, par zéro, et atteint une valeur négative, le RGS 24 cesse de conduire, car sa cathode devient plus positive que son anode et le RCS 26 commence à condui-40 re par suite de la pulsion continue appliquée à sa porte, à partir 71 i^061 8 2086245 de la sortie 48. Le RCS 26 reste conducteur pendant le demi-cycle entier de tension alternative et pendant ce temps, un demi-cycle négatif de tension alternative apparaîtra dans l'enroulement de stator 14 et une tension décalée de 90° dans l'enroulement de sta-5 tor 16. Ce processus continue pour chaque cycle de tension alternative et chacun de ces cycles aura pour effet de faire tourner le moteur 12 d'un pas dans le sens dextrorsum. La valeur de ce pas est déterminée par la construction du moteur. Lorsqu'on désire arrêter cette rotation, le train d'impulsions 10 à la sortie 48 cesse et une impulsion apparaît à la sortie 54. Cette action est prévue pour qu'elle se produise pendant le demi-cycle positif de la tension alternative. L'impulsion à la sortie 54 fait en sorte de rendre le RCS 44 conducteur. La tension de courant continu venant du convertisseur alternatif/continu 40 est en-15 suite appliquée par le RCS 44 et apparaît en tant que tension positive d'un pas à la jonction du condensateur 36 et de la résistance 38. Comme la tension au condensateur 36 ne peut pas changer instantanément, la tension à la cathode du RCS 24 augmente brusquement d'une valeur égale au pas de la tension d'un pas. Cela, à son tour, 20 inverse la polarisation du RCS 24 qui cesse de conduire. Ensuite, le condensateur 36 se charge à la tension continue et un courant continu passe du convertisseur 40,-par le RCS 44 et la résistance 38, pour aboutir à l'enroulement 16 et revenir au convertisseur 40, alors qu'aucun courant ne passe dans l'enroulement 14. Ainsi, l'ar-25 bre du moteur 12 cesse de tourner presque immédiatement sans qu'il y ait nécessité d'attendre la fin d'un demi-cycle positif. On voit donc que le condensateur 36 remplit une double fonction, à savoir qu'il fait partie du réseau de décalage de phase 18 et qu'il rend le RCS 24 non-conducteur quand le RCS 44 est conducteur. 30 Si le moteur 12 était auparavant à l'état de rotation senes trorsum, les RCS 28 et 30 auraient conduit alternativement dans les demi-cycles positifs et négatifs respectifs de la tension alternative, ce qui ést dû aux impulsions qui apparaissent à la sortie 50 du circuit RCS 46, de sorte qu'un courant alternatif est appliqué 35 à l'enroulement de stator 16 et qu'un courant alternatif déphasé de 90° est appliqué à l'enroulement de stator 14. Si on désire que le moteur 12 s'arrête, c'est-à-dire passe à l'état de maintien senestrorsum, une impulsion est appliquée à la sortie 52 du circuit RCS 46 pendant le demi-cycle positif de la tension alternative. 40 Cette impulsion rend le RCS 42 conducteur. Par les mêmes actions 71 1£t0ùl 2086245 que ci-dessus exposées, une tension pas-à-pas serait appliquée par le condensateur 34 pour que le RCS 28 cesse de conduire et arrête immédiatement la rotation du moteur. Si l'on désire que le moteur passe à l'état de rotation dex-5 trorsum, il est nécessaire de s'assurer d'abord que le circuit soit à l'état de maintien dextrorsum, c'est-à-dire que le RCS 44 soit conducteur. Si l'on suppose pour un instant que cette condition est remplie, la rotation dextrorsum commencera dès que l'impulsion apparaîtra à la sortie 48 du circuit de contrôle RCS 46 qui est aménagé 10 pour avoir lieu pendant le demi-cycle positif de la tension alternative. Immédiatement avant l'application de ces impulsions, le con densateur 36 se charge en courant continu de façon que sa plaque reliée à la cathode de RCS 44 soit positive par rapport à l'autre plaque couplée à la cathode du RCS 24. Lorsque la première impul-15 sion est appliquée à la porte du RCS 24, celle-ci commence à conduire et la tension à la cathode du RCS 24 commence à augmenter. Comme la tension passant dans le condensateur 34 ne peut pas changer instantanément, cette augmentation de tension à la cathode du RCS 24 aura pour effet d'augmenter celle du RCS 44 qui, précédemment était 20 sensiblement égale à la tension de courant continu. Ainsi, la catho de du RCS 44 devient plus positive que son anode et le RCS 44 cesse d'être conducteur. Il en résulte qu'en plus de ses deux fonctions précédentes, le condensateur 34 remplit aussi une troisième fonction qui est de bloquer le circuit RCS 44 lorsqu'il passe de l'état 25 de maintien dextrorsum à l'état de rotation dextrorsum. Une série de cas similaires se produit si l'on désire passer du maintien senestrorsum à la rotation dextrorsum, auquel cas les RCS 28, 30 et 42, ainsi que le condensateur 34, sont alors les éléments actifs. 30 Dans le cas où l'on souhaite passer de l'état de maintien se nestrorsum au maintien dextrorsum, une impulsion apparaît à la sortie 54 du circuit de commande RCS 46. De ce fait le RCS 44 devient conducteur et applique une tension pas-à-pas à la cathode du RCS 42, par l'intermédiaire du condensateur 36 et de la résistance 32. 35 Cette augaentation de tension dans le RCS 42 fait que ce dernier devient non-conducteur. Il faut noter également que ceci produit une rotation de demi-pas du moteur 12, puisque le changement de con duction de RCS 42 à RCS 44 provoque un changement dans les tensions continues dans les enroulements de stator 14 et 16. Cette rotation 40 d'un demi-pas peut être corrigée plus tard lorsque l'état passe du 71 1^061 2086245 maintien dextrorsum au maintien senestrorsum, car il y a rotation d'un demi-pas dans Vautre sens. Dans ce cas, le condensateur 36 remplit une quatrième fonction qui est de bloquer le RCS 42 lorsque celui-ci passe de l'état de maintien senestrorsum à l'état de 5 maintien dextrorsum. Pour passer de l'état de maintien dextrorsum à l'état de maintien senestrorsum, une impulsion apparaît à la sortie 52 du circuit de commande RCS 46 et le condensateur 34 et la résistance 38 fonctionnent alors comme le faisaient le condensateur 36 et la résis-10 tance 32 cités plus haut. Il est possible de déclencher une rotation dextrorsum quand le RCS 42 est conducteur plutôt que le RCS 44, si la quantité de courant alternatif à la cathode du RCS 24 est plus grande que celle du courant continu qui y apparaît. Toutefois, dans ce cas, le RCS 15 42 ne sera pas bloqué jusqu'à ce que sa tension alternative de pointe soit atteinte, ce qui produit un retard dans le blocage du RCS 42. De même, la rotation senestrorsum peut être déclenchée lorsque le RCS 44 est conducteur plutôt que le RCS 42. On peut aussi déclencher la rotation dans les deux sens si les deux RCS 20 42 et 44 sont conducteurs bien que l'un des deux reste conducteur jusqu'à ce que la valeur de pointe positive de tension alternative soit atteinte. 71 14061 9 2086245 REVENDICATIONS 1. Circuit de commande de moteur comportant un premier et un second enroulement d'excitation, enroulements reliés en série et ayant un réseau de décalage de phase incorporant un condensateur, 5 ledit réseau étant connecté en parallèle aux enroulements d'excitation; un dispositif commutateur fonctionnant pour faire appliquer un potentiel alternatif directement au premier enroulement et, par l'intermédiaire dudit réseau de décalage de phase, à un second enroulement, de façon que le rotor du moteur en question soit mis en 10 rotation dans un premier sens; un dispositif commutable fournissant du courant continu pour appliquer un potentiel continu à l'un des enroulements de façon que le rotor du moteur soit freiné, caractérisé par le fait que le dispositif commutable comprend un premier et un second redresseur (24,26) dont les circuits anode-catho-15 de sont reliés en parallèle avec la polarité opposée et couplés à une première plaque du condensateur (36), ledit dispositif commuta» ble (44) qui fournit le courant continu étant connecté à une seconde plaque du condensateur (36); la disposition étant telle que, lorsque le rotor tourne dans ledit premier sens, le fonctionnement 20 du dispositif commutable (44) à eourant continu ait pour effet d' envoyer le potentiel continu à la polarité inverse et de rendre non-conducteur par le condensateur (36), le redresseur contrôlé (44) qui est normalement conducteur. 2. Circuit de contrôle de moteur selon la revendication 1, 25 dont la rotation du rotor peut être commandée dans une seconde direction, caractérisé par un second réseau de décalage de phase (32,34) connecté en parallèle aux enroulements d'excitation (14,16) circuit comportant un second condensateur (34) et un second dispositif commutateur agissant pour provoquer l'application d'un poten- 30 tiel alternatif directement au second enroulement (16) et par l'intermédiaire de ce second réseau (32,34), au premier enroulement (14) pour faire tourner le rotor dans l'autre direction, ce second dispositif commutateur (32,34) comprenant un troisième (28) et un quatrième redresseur (30) dont le circuit anode-cathode est relié 35 en parallèle avec la polarité opposée et est couplé à une première plaque de ce second condensateur (34); et un second dispositif commutable en courant continu (42) connecté à une seconde plaque dudit condensateur (34); la disposition étant telle que le rotor tournant dans la seconde direction, le fonctionnement du second 40 dispositif commutable fasse appliquer un potentiel continu à la 10 71 14061 2086245 polarisation inverse en vue de rendre non-conducteur celui (28) des troisième et quatrième redresseurs normalement conducteurs, par l'intermédiaire du second condensateur (34). 3. Circuit selon les revendications 1 ou 2 prises séparément, 5 caractérisé par le fait que le dispositif commutateur ou chacun des dispositifs commutateurs, est aménagé de manière à être rendu actif par l'application aux électrodes de porte de ses redresseurs contrôlés (24,26 ou 28,30) d'un train d'impulsions dont la fréquence est élevée comparée à celle du potentiel alternatif en question. 10 4. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 prises séparément, caractérisé par le fait que le dispositif commutateur ou chacun des dispositifs commutateurs courant continu comprend un redresseur contrôlé (44 ou 42) susceptible d'être rendu conducteur par le fait que le dispositif de courant continu est 15 rendu actif. 5. Circuit selon la revendication 3 et la revendication 4 considérées ensemble, caractérisé par un circuit de commande (46) aménagé pour engendrer le train d'impulsions en question, la disposition étant telle que, lorsque le rotor est freiné, ce circuit 20 (46) est rendu actif pour arrêter la production de ce train d'impulsions et pour fournir une impulsion de commande à l'électrode de porte du redresseur contrôlé (44 ou 42) dudit dispositif à courant continu ou des dispositifs respectifs, de manière à rendre conducteur ce redresseur contrôlé. 25 6. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 prises séparément, caractérisé par le fait que les redresseurs contrôlés sont des redresseurs contrôlés au silicium.