Brevet FR2266367A1 — publié le 19751024

La présente invention est relative aux dispositifs d'asservissement vitesse, destinés notamment à être utilisés dans une transmission Electro-Magnétique où le couplage entre ltelement menant et ltelement mené est assuré par un élément à self-induction dénommé habituellement Variateur. L'élément Electro-Magnétique à self-induetion faisant partie de la transmission présente les inconvénients habituels à ce genre de matériel, phénomènes d'hystérésis, variations de couplage appelées pompage et bien souvent à basse vitesse différences notables d'asservissement entre la vitesse affichée et la vitesse de réponse. Ces irrégularités sont en outre affectées par un glissement fonction de la charge dûe aux phénomènes transitoires engendrés par ltélément à self-induction. Les dispositifs de commande, de contrôle et/ou d'asservissement connus comportent généralement un amplificateur différentiel asservi à un potentiomètre de consigne, l'autre entrée dudit amplificateur étant connectée à un dispositif fournissant une information tachymétrique (génératrice par exemple), l'ensemble asservissant en vitesse ltélément selfique à commander par l'intermédiaire de systèmes amplificateurs en général à Thyristors. Les dispositifs connus du type précité sont peu compatibles avec les effets selfiques de la transmission du fait qu'ils présentent bien souvent des temps de réponse déphasés permettant l'apparition d'oscillations dans l'élément à selfinduction. L'invention vise à remédier aux inconvénients précités en ce qui concerne les possibilités d'asservissement à très basse vitesse en créant un dispositif de commande permettant d'éliminer complètement les insuffisances constatées suivant les procédés classiques. L'on se reportera avantageusement aux Planches I/3, II/3 et III/3 qui permettront de suivre plus facilement les dispositifs préconisés suivant l'invention. Telle que décrite sur la PIancheI/3 l'invention présente un mode d'assemblage des organes de commande des disposi tifs électroniques d'asservissement et de contrôle, réprésentés sur les Planches II/3 et III/3, et comporte obligatoirement un Voyant de mise sous tension, un Indicateur Tachymétrique, un Commutateur Arrêt/Marche, un Potentiometre d'affichage Vitesse, un Commutateur de sélection, Arrêt-Petite Vitesse-Grande Vitesse Fonctionnement Automatique (Arrêt-PV-GV-Auto.). Dans ce mode de réalisation, et à titre d'application l'invention est employée en commande automatique asservie en vie tesse de dispositifs bien connus dénommés Groupes Moto-Variateurs (ensembles de variations de vitesse réalisés à partir d'un Moteur Asynchrone, "une ou deux vitesses", sur le bout d'arbre duquel est couplé directement un Variateur à self-induction dénommé habituellement Coupleur) et dont l'arbre de sortie à vitesse variable est équipé d'un générateur d'impulsions. Suivant la Planche II/3 l'entrée du générateur d'impulsions (T) nécessite obligatoirement une source d'informations capable de 10 000 impulsions/seconde qui peut être obtenue à partir de procédés connus (Rotor Magnétique + Générateur de Hall) ou (Détecteur de proximité à montage Darlington manipulé par disque percé ou engrenage) d'autres procédés (Photo-Diode manipulée par disque cranté) peuvent être également employés. De l'entrée (T) (recevant les informations du générateur d'impulsions) un montage doubleur (01) transmet ces informations à l'entrée d'un Monostable (02) travaillant suivant un procédé classique, les valeurs de constante de temps de ce Monostable (02) étant fonction de la bande de fréquence choisie. A la sortie du Monostable (02) les signaux rectangu- laires obtenus sont envoyés par l'intermédiaire d'un Pont (04) sur un circuit L/C (05) où le choix de la valeur de la self et du condensateur conditionne le lissage de l'information, permettent de faire varier à volonté la tension de sortie injectée-à l'entrée du différentiel (14), le niveau de cette tension pouvant être inférieure, égale ou supérieure à la valeur de la tension de référence fournie par le potentiomètre de consigne (13). Ce dispositif permet de se régler à la valeur optima pour travailler à glissement nul à très basse vitesse. La sortie du Mono-stable (02) est d'autre part également connectée à ltentrée d'un intégrateur (06) dont la sortie est raccordée d'une part à une résistance variable (07) permettant d'ajuster avec préeision un indicateur linéaire (09) fournis sant une indication vitesse. D'autre part, la sortie du même intégrateur est également raccordée à une résistance variable (08) permettant de régler le seuil de transfert PV/GV de Itensemble (10) plus amplement détaillé sur la Planche Ici/3. Après un réglage optima (08) du seuil de transfert PV/GV, l'information tachymétrique est acheminée sur les bornes (30) en respectant la polarité. Elle vient par l'intermédiaire dtun dispositif Pont Diviseur/Diode (31) commander le Thyristor assurant le fonctionnement de lexcitation du relais (32). Le relais (32) en position travail permet des déverrouillages successifs et programmés des relais (35) et (38) d'une part, et d'autre part ltenvoi de la tension de commande GV (Grande Vitesse) par la borne (41) cette tension actionnant directement le coffret de transfert Electro-Magnétique (11). A partir de la même information tachymétrique reçue par le circuit (30) un dispositif potentiomètrîque (34) excitant un transistor débloquera ou non 2 diodes permettant la mise en service du relais (35) qui en position travail fournira sur le circuit (36) l'excitation du circuit PV du coffret Electro-Ma gnétique de transfert PV/GV (11). La commande de ltexcitation du relais (35) est assurée par un Thyristor ainsi que la mise en service du relais (38) assurée d'une manière identique par un circuit Diode-Thyristor. Le relais (38) est toutefois commandé par l'ensemble (37) stabilisé par Diode Zener, commandée par transistor et où un condensateur parallèle assurera la temporisation du passage GV/PV, ceci afin d'éviter l'influence de démagnétisation habituellement constatee sur les Moteurs 2 vitesses. L'explication de fonctionnement du-circuit de trans fert automatique PV/GV étant faite, l'on pourra se reporter à la Planche II/3 pour suivre la suite du fonctionnement de l'en- semble. La tension de référence, fournie par le potentiomètre (13), est comparée à la tension tachymétrique ajustable fournie par le circuit L/C (05) par l'intermédiaire du Comparateur différentiel-Amplificateur d'erreur (14) dont la tension de sortie est amplifiée à un niveau convenable par le Multiplicateur (16) pour être ajustée sur le système à Porte (17 + 18). Ce système à Porte commande le fonctionnement d'un Régulateur Carré (20). Ce Régulateur Carré (20) est asservi en limitation d'intensité par un potentiomètre ajustable (19) et le Schunt de limitation (21). Un Transformateur tension/courant (22) du type à Darlington vient assurer l'alimentation de l'élément selfique du Coupleur. Une diode de "roue libre" (23) limite les surtensions qui pourraient être produites par les extra-courants de rupture du Variateur selfique (24). Dans le cas de Groupes Moto-Variateurs 2 vitesses, l'ensemble de variation est réalisé à partir d'un Coffret de transfert Electro-Magnétique PV/GV (11) d'un Moteur bi- ou triphasé à rotor en court-circuit (12), d'un Coupleur selfique (24) dont l'arbre à vitesse variable porte le dispositif générateur d'impulsions dont les informations sont injectées en "T". La suppression de l'ensemble (10), du Coffret de transfert Electro-Magnétique PV/GV (11) permet d'une manière identique la commande à Vitesse constante affichée de Groupes Moto-Varpateurs équipés de Moteurs 1 vitesse. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'Asservissement Vitesse pour transmission Electro-Magntique comportant au moins 1 elément selfique de eouplage dont les perturbations (Hystérésis, pompage, déphasage) à Vitesse Variable sont compensées par un circuit- L/C ajustable suivi d'un Dispositif à porte commandant le fonctionnement d'un préamplificateur à-régulation carrée (limitations de I et U) actionnant un convertisseur de puissance Tension/Courant venant exciter à intensité variable l'élément selfique de couplage de la transmission. Dispositif d'Asservissement Vitesse pouvant, dans le cas d'emploi de Moteurs Electriques 2 Vitesses, permettre la commutation automatique PV- > GV et GV-PV (Petite Vitesse - Grande Vitesse et Grande Vitesse - Petite Vitesse) par un détecteur tachymétrique. 2. Dispositif suivant la Revendication 1, où le Générateur d'impulsions commandant la variation de Vitesse, sera due préférence capable au minimum de 10.000 informations/seconde, cette information étant injectée dans un doubleur de fréquence déclenchant un Monstable connu. 3. Dispositif suivant la Revendication 1, où la sortie du Monostable est équipée d'un circuit L/C, dont le choix des valeurs permet dans tous les cas le lissage des informations rectangulaires issues du Monostable, et de plus par le choix des valeurs le réglage de la Tension de sortie à un niveau inférieur, égal ou supérieur à une Tension de consigne produite par le Dispositif. 4. Dispositif suivant la Revendication 3 où la comparaison de la Tension de consigne pré-réglée et celle de l'information issue du circuit- LIC est effectuée dans un comparateur différenti- el suivi d'un multiplicateur-amplificateur d'erreurs. 5. Ensemble suivant la Revendication 4 où la sortie du Multiplicateur-amplificateur d'erreurs est connectée à un préamplificateur à régulation carrée par l'intermédiaire d'une porte constituée par une Diode et une Résistance variable où le réglage de la Résistance variable permet de limiter l'information Tension à un niveau compatible avec un fonctionnement correct du préamplificateur à régulation carrée (limitation deU et de I) -permet- tant ainsi d'assurer une protection valable par limitation de U et de I de l'excitation de la transmission Electro-Magnétique. 6. Dispositif suivant la Revendication 1, où en cas d'emploi de Moteurs Electriques à 2 Vitesses pour entrainer la transmission Electro-Magnétique le transfert automatique de commutation PV-iwGV et GV-;PV (Petite Vitesse - Grande Vitesse et Grande Vitesse - Petite Vitesse) est assuré par un détecteur de fonctionnement asservi au détecteur tachymétrique. 7. Dispositif suivant la Revendication 6 où ce détecteur est réalisé par un Pont Diviseur commandant, par l'intermédiaire d'un tyristor, un relais actionnant lui-meme le mécanisme Electro Magnétique de transfert de Vitesse avec Dispositif Electronique de temporisation.