Brevet FR2152980A1 — publié le 19730427

La présente invention concerne un régulateur électronique, comportant un moteur dont le sens de rotation est déterminé par le signe de l'écart de réglage et dont la variation de vitesse s'effectue par modulation variable de sa tension d'alimentation. Dans les installations de chauffage, il est connu d'ajuster la température d'aller (c'est-à-dire la température avant l'entrée dans les radiateurs de l'installation) à l'aide d'un robinet mélangeur entraîné par un servomoteur. Une température de consigne étant affichée, le servomoteur tourne dans un sens ou dans l'autre, selon le signe de l'écart de réglage, et agit sur le robinet mélangeur jusqu'à ce que la valeur de consigne soit atteinte (brochure AEG-Installationsgeräte : Elèktrische Ausrüstung ftfr Heizungen; L1/J 01.0869). Les régulateurs électroniques utilisés dans ce but exigent un appareillage relativement important. L'invention a pour objet un régulateur électronique n'exigeant qu'un appareillage minimal. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, I'écart de réglage, représenté par une tension continue, attaque deux circuits logiques, dont les entrées sont en couplage antiparallèle et qui délivrent chacun, en fonction de la valeur de la tension continue, une tension rectangulaire à rapport cyclique variable, les tensions rectangulaires attaquant chacune un organe de réglage du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une forme de réalisation du régulateur selon l'invention, la figure 2 représente un diagramme des variations temporelles des tensions en divers points du montage, et la figure 3 représente un autre diagramme, avec les plages de fonctionnement des amplificateurs utilisés dans le régulateur selon l'invention. Le régulateur comprend, comme le montre la figure 1, deux ampli cateurs opérationnels 1, 1', dont les entrées + - sont reliées par exemple, par les résistances 3, 4 ou 3', 4', à la diagonale de mesure A, B ou A, B' d'un pont de mesure de température 20, constitué par les résistances 6, 9, 7, 8 et 10. La résistance 9 est une sonde de température. Ce pont de mesure 20 est connu, à l'exception de la résistance 10. Cette dernière, de valeur relativement faible, peut d'abord être négligée pour la description. Le circuit de sortie de l'amplificateur opérationnel 1 ou 1' contient un relais D ou D', avec le contact d ou d'. Ces contacts sont situés dans le circuit d'alimentation d'un servomoteur 21, dont la tension d'alimentation est de 220 V par exemple. Ces relais commutent le servomoteur 21 en marche à droite ou à gauche. L'un ou l'autre des amplificateurs opérationnels 1, 1' est en service selon le déséquilibre du pont de mesure 20. Le fonctionnement du régulateur est tel que le servomoteur 21 réduit sa vitesse, par modulation appropriée de la tension d'alimentation, à l'approche de la valeur de consigne. Le rapport cyclique dépend de 1'écart de réglage (déséquilibre du pont) et s'annule quand la valeur de consigne est atteinte. Les deux amplificateurs opérationnels 1, 1' comportent chacun deux réactions par les résistances 4, 5 ou 4', 5' et les éléments RC 11, 12, 13 ou 11', 12', 13'. Une réaction, pratiquement indépendante du temps, relie la sortie de l'amplificateur I ou 1' à son entrée positive, par la résistance 5 ou 5', et la seconde réaction relie la sortie de l'amplificateur 1 ou 1' à son entrée négative, par les résistances 11, 12 ou 11', 12'. L'élément temporel de cette réaction est un condensateur 13 ou 13'. Le montage étant symétrique, seul le fonctionnement de la partie du schéma comprenant l'amplificateur opérationnel 1 et les éléments correspondants est décrit ci-dessous, à l'aide du diagramme de la figure 2. La tension U1 sur l'entrée positive de l'amplificateur 1 est une tension rectangulaire, car l'amplificateur 1 se comporte en bascule du fait de la réaction non retardée. La tension de sortie passe soit à +UB, soit à 0, de même que la tension U1 sur l'entrée positive de l'amplificateur 1. La valeur de la discontinuité de tension est déterminée par la tension de service UB et le rapport du diviseur constitué par les résistances 4, 5. Cette réaction assure un comportement bistable. La tension U2 sur l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel I suit sa tension de sortie avec retard, selon le calcul de ltélément RC 11, 12, 13. Cette réaction temporisée permet le retour de l'ampli ficateur I dans sa position Q départ. L'amplificateur a par suite un comportement instable et la tension de sortie passe périodiquement de 0 å et inversement. La tension de sortie de l'amplificateur 1 bascule chaque fois que la tension U2 tend vers et devient égale a la tension U1. Le diagramme de la figure 2 indique la variation des tersions UI et U2 en fonction du temps, pour trois dés-équilibres différents du pont, Comme le montre le train de signaux 31, la tension U1 n'atteint à l'instant to qu'une valeur positive 32, qui se maintient jusqu'a ce que la tension U2 atteigne la méme valeur å l'instant tl, après quoi la tension U1 reprend Sa valeur initiale. La tension U2 décrott lentement suivant une fonction exponentielle et selon la constante de temps de l'élément RC ll à 13 et, quand à l'instant t2, elle atteint la valeur de la tension U1, cette dernière reprend la valeur 32. La tension U2 croit alors de nouveau et quand elle atteint la valeur 32, la tension U1 retombe à l'instant t3, etc. Une tension continue variable U6, résultant de la variation de la résistance de la sonde de température 9, est superposée à la tension rectangulaire U1 apparaissant sur l'entrée positive. L'entrée positive de l'amplificateur 1 est reliée par la résistance 4 à la sonde de température 9, de sorte que toute variation de la tension continue sur cette sonde de température produit une variation correspondante de la tension continue sur l'entrée positive de l'amplificateur 1. Trois variations de la tension continue U61, U62 et U63 sont représentées sur le diagramme de la figure 2. Une tension continue fixe U7, produite par la chute de tension aux bornes de la résistance 7, est superposée par la résistance 3 à la tension U2, apparaissant avec retard sur l'entrée négative de l'amplificateur 1. Lorsque la tension continue U6 variable, prélevée au point A du pont de mesure 20, est égale à la tension continue fixe U7 (équilibre du pont de mesure 20), la partie de la courbe de la tension en dents de scie U2 qui intervient est celle qui correspond à un rapport cyclique 1/1 de la tension rectangulaire U1, comme le montre le train de signaux 33 du diagramme. La tension variable U62 est dans ce cas au potentiel de la tension continue fixe U7, de sorte que la partie c de la tension en dents de scie agit, le temps de croissance étant égal au temps de décroissance. Le rapport cyclique varie quand le pont n'est plus équilibré, c'est-à-dire quand la tension continue variable U6 n'est plus egale à la tension continue fixe U7.Lorsque la tension continue variable 116 diminue par exemple, par suite d'une variation de la résistance de la sonde de température 9, indiquée par le potentiel U61 sur le diagramme de la figure 2, la partie d à forte pente de la tension en dents de scie intervient pour la croissance et la partie e plùs plate pour la décroissance. Des conditions identiques apparaissent quand la tension continue variable U6 augmente, comme l'indique le potentiel 1163 sur le diagramme. On obtient dans ce cas le train de signaux 34, avec action des parties f et g de la tension en dents de scie. Le train d'impulsions rectangulaires 31 a par suite un court temps de branchement et un temps relativement long de coupure, tandis que le train d'impulsions rectangulaires 34 a un long temps de branchement et un court temps de coupure. AU2ma représente la plage de modulation de l'amplificateur 1, déterminée par la variation maximale possible de la tension en dents de scie U2. Lorsque la tension U6 tombe au-dessous du potentiel U61 indiqué sur le diagramme, la sortie de l'amplificateur passe à UB, le relais D déclenche contindment, le contact d correspondant est ouvert et le servomoteur 21 arrêté. Lorsque la tension continue variable U6 dépasse le potentiel U63, la sortie de l'amplificateur est constamment à 0, le relais D est enclenché, le contact d fermé et le servomoteur 21 fonctionne ainsi sans modulation, c'est-à-dire sous la pleine tension d'alimentation. Lorsqu'un déséquilibre du pont tombe au-dessous du potentiel U61, le domaine astable de l'amplificateur 1 prend alors fin et le relais D demeure déclenché pour ce sens de rotation du moteur. Les entrées de l'amplificateur 1' étant connectées en sens opposé au pont de mesure 20, son domaine de fonctionnement commence et le sens de rotation du moteur 21 peut s'inverser. Le décalage relatif des domaines de fonctionnement des amplificateurs 1, 1' est obtenu par la résistance 10 insérée dans le pont de mesure 20. En l'absence de cette résistance, les deux amplificateurs I, 1' se trouveraient au centre de leur domaine de fonctionnement pour une tension U6 égale à la tension U7 (équilibre du pont). La résistance 10 décale la tension d'entrée des amplificateurs 1, 1' de QU2maX/2, afin que le régulateur décèle l'équilibre du pont. La figure 3 représente la position relative résultante des domaines de fonctionnement (hachurés) des amplificateurs 1, 1'. A l'équilibre du pont, l'amplificateur 1 se trouve à l'extrémité inférieure de son domaine et cesse par suite de moduler. Le choix de la chute de tension aux bornes de la résistance 10 permet de prévoir une zone morte. Après le franchissement de cette dernière, l'amplificateur 1' commence à moduler. Aucun des deux amplificateurs n'est actionné dans la zone morte. Le moteur 21 s'immobilise donc au point d'équilibre. En cas de déséquilibre, l'amplificateur correspondant commence à moduler, selon le signe du déséquilibre, d'abord avec un faible rapport cyclique d'environ 10 %, qui varie ensuite jusqu'à 90 %, avant d'atteindre 100 %. Les relais D, D' sont prévus à la figure 1 pour la modulation. Ils peuvent entre remplacés par des éléments de commutation à semiconducteurs, attaqués par les amplificateurs opérationnels 1, 1'. En utilisation pratique, il est nécessaire d'interdire la commutation simultanée des deux amplificateurs par des mesures de verrouillage. Ce résultat pourrait être obtenu à l'aide de contacts de relais, ne connectant qu'un circuit de courant au moteur à condensateur 21. Un verrouillage électronique est prévu dans le cas considéré, des résistances et diodes situées dans la sortie d'un amplificateur agissant dans le circuit d'entrée de l'autre amplificateur. Un amplificateur est verrouillé pendant le temps de conduction de l'autre. L'entrée de cet amplificateur est déséquilibrée au point d'interdire sa commuta- tion. L'amplificateur 1' est verrouillé par le montage en série d'une résistance 14 et d'une diode 15, relié à la sortie de l'amplificateur 1 et à l'entrée négative de l'amplificateur 1'. L'amplificateur 1 est verrouillé par un autre montage en série d'une résistance 16 et d'une diode 17, également relié à la sortie de l'amplificateur 1' et à l'entrée négative de l'amplificateur 1. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et au dispositif qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Régulateur électronique comportant un moteur, dont le sens de rotation est déterminé par le signe de l'écart de réglage et dont la variation de vitesse est effectuée par modulation variable de sa tension d'alimentation, ledit régulateur étant caractérisé en ce que l'écart de réglage, représenté par une tension continue, attaque deux circuits logiques, dont les entrées sont en couplage antiparallèle et qui délivrent chacun en fonction de la valeur de la tension continue, une tension rectangulaire à rapport cyclique variable, les tensions rectangulaires attaquant chacune un organe de réglage du moteur. 2. Régulateur selon revendication 1, caractérisé en ce que les circuits logiques sont deux amplificateurs opérationnels, comportant chacun une réaction non temporisée et une réaction temporisée, la temporisation de la tension s'effectuant selon une fonction exponentielle. 3. Régulateur selon revendication 2, caractérisé en ce que la sortie de chaque amplificateur est reliée au circuit d'entrée de l'autre amplificateur par le montage en série d'une diode et d'une résistance.