Brevet FR2382795A1 — publié le 19780929

La présente invention concerne un circuit de commande de la vitesse et du sens de rotation de moteurs électriques, en particulier de moteurs à courant continu, comportant un circuit en pont se composant de quatre commutateurs pouvant etre commandés, qui est alimenté selon une diagonale par une tension d'alimentation et à 11 autre diagonale duquel est relié le moteur, et un étage de commande des commutateurs, qui élabore un signal de commande par superposition d'un signal de tension continue variable et dtun signal de fréquence déterminée, le compare à un signal de tension continue de référence et commande les commutateurs en fonction de ltécart entre les deux. Dans des circuits connus de ce type, deux des commutateurs sont commandés dans leur sens passant et deux dans leur sens de blocage en alternance par le signal de commande, si bien que le moteur est alimenté par des impulsions de polarité alternée. Le moteur s'arrete lorsque les énergies potentielles des différentes impulsions sont égales. Si les énergies potentielles des impulsions positives sont prépondérantes, le moteur tourne dans un sens de rotation; si les énergies potentielles des impulsions négatives sont prépondérantes, le moteur tourne dans l'autre sens, et cela d'autant plus rapidement que la différence des énergies potentielles est plus grande. Afin d'assurer que le moteur s'arrête réellement, lorsque les énergies potentielles des différentes impulsions sont égales, et n'oscille pas autour d'une position de repos et de garantir en outre qu'aucun courant notable ne circule dans cette phase de fonctionnement, une fréquence de commande d'environ 30Q à 15 000 Hz est nécessaire. Mais de telles fréquences de commande sont gênantes acoustiquement.Ceci est particulièrement vrai pour des installations de régulation de vitesse de véhicules automobiles, dans lesquelles un moteur de réglage est prévu pour le réglage du clapet d'étranglement. Ce moteur est commandé par un circuit du type en question, placé en général à proximité du conducteur derrière le tableau de bord. Cet inconvénient peut sans doute être évité par abaissement de la fréquence de commande au-dessous de 300 Hz; mais la consomma tion de courant par le moteur à l'arrêt est alors trop importante et le moteur commence à osciller. Ces inconvénients sont évités grâce à l'invention. Celle-ci a donc pour objet de réaliser un circuit dans lequel, d'une part, aucun bruit gênant n'est perceptible et qui assure, d'autre part, que le moteur à l'arrêt ntaccomplit aucun mouvement oscillatoire. Selon ses caractéristiques essentielles et en partant du circuit du type décrit plus haut, l'invention atteint son but du fait qu > à chaque sens de rotation du moteur est associé un signal de tension continue de référence, et la différence de potentiel des deux signaux de tension continue de référence est approximativement égale à deux fois l'amplitude du signal de fréquence déterminée. Grâce à ces dispositions, on obtient un signal de commande qui, dans un sens de rotation du moteur, commute simultanément deux commutateurs du pont alternativement dans le sens passant et dans le sens bloqué et, dans l'autre sens de rotation du moteur, commande les deux autres commutateurs de façon correspondante. Lors de l'arrêt du moteur, tous les commutateurs sont polarisés dans le sens bloqué. On a ainsi la possibilité de pouvoir utiliser pour le signal de commande une fréquence de commande égale ou même inférieure à 100 Hz environ. Des bruits gênants ne peuvent plus par conséquent être perçus.Un autre avantage particulier de Itinvention réside dans le fait que, lorsque la différence de potentiel des deux signaux de tension continue de référence est choisie égale à ou légèrement supérieure à deux fois l'amplitude du signal de fréquence déterminée, aucun courant ne peut circuler dans les enroulements lors de l'arrêt du moteur. L'intensité du courant traversant alors le moteur est donc nulle. Selon une forme de réalisation de l'invention, la valeur moyenne de la variation possible du signal de tension continue est choisie approximativement égale à la valeur moyenne du signal de tension continue de référence. Ceci entraîne l'davantage d'une commande symétrique du pont. Dans une forme de réalisation de l'invention, l'étage de commande comporte deux amplificateurs opérationnels, dont l'un est alimenté sur son entrée positive et l'autre sur son entrée négative par le signal de commande et dont chacun est raccordé par son autre entrée à un diviseur de tension délivrant les signaux de tension continue de référence. Une telle forme de réalisation présente, vis-à-vis d'autres formes de réalisation possibles, l'avantage qu'elle comporte moins de composants. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif et sur lequel La-figure 1 représente un circuit limité à l'essentiel pour l'explication de l'invention; la figure 2 représente l'allure en fonction du temps du signal de commande; et la figure 3 représente l'allure en fonction du temps du courant du moteur. Le circuit selon la figure 1 comprend un circuit en pont 1 se composant de quatre transistors 2,3,4, et 5, sur une diagonale duquel est appliquée une tension d'alimentation et sur l'autre diagonale duquel se trouve le moteur 6 à courant continu, dont il faut commander la vitesse et le sens de rotation. Les transistors 2 et 3 et les transistors 4 et 5 sont commandés par un amplificateur opérationnel 7,8 respectivement, l'amplificateur 7 recevant sur son entrée négative et l'amplificateur 8 sur son entrée positive le signal de commande Us. Le signal de commande US se compose dtune tension continue variable UG et d'une tension alternative Uw d'allure triangulaire, qui sont superposées additivement. Les deux autres entrées des amplificateurs opérationnels 7 et 8 sont reliées à différents points d'un diviseur de tension 9,de telle sorte que les entrées des amplificateurs opérationnels sont alimentées avec des tensions de référence UO et UO d'amplitudes différentes. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure2, la-différence de potentiel des deux tensions U' et UÖ est égale à deux fois l'am 0 0 plitude ou à la tension de crête à crête de la tension alternative Uw En outre, la valeur moyenne de la variation possible du signal de tension continue est approximativement égale à la valeur moyenne des signaux de tension continue de référence UO et Pour une certaine tension continue UG prédéterminée, les crêtes de la tension alternative Uw se trouvent en deça des seuils de tension formés par les tensions UO et UO. Ceci a pour consé- quence que les amplificateurs opérationnels 7 et 8 ne commandent pas le pont, aucun courant ne circule ainsi à travers le moteur 6 et celui-ci est à l'arrêt. Si la tension continue UG est augmentée (ce cas est représenté en pointillé sur la figure 2), les transistors 2 et 3 sont commandés au rythme de la tension alternative Uw simultanément dans le sens passant puis dans le sens de blocage; la commande s'effectue dans le sens passant durant le temps où la tension de commande US se trouve au-dessus de la tension de référence UO et dans le sens de blocage durant le temps du passage au-dessous de la tension de référence La conséquence en est que le moteur 6 est alimenté par les impulsions positives représentées sur la fiqure 3 et son induit tourne à une vitesse de rotation fonction de lténergie potentielle des impulsions et dans un sens de rotation déterminée, par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre. De façon corres pondante, -ceci vaut pour le cas où la tension continue UG est diminuée (allure en pointillé double sur la figure 2). Les transistors 3 et 4 sont alors commandés au rythme de la tension alternative UW dans le sens passant et aussitôt après dans le sens de blocage, de sorte que le moteur alimenté par les impulsions négatives représentées sur la figure 3 et son induit tourne à une vitesse fonction de 11 énergie potentielle de ces impulsions et dans un sens de rotation opposé au sens de rotation précédent. I1 va de soi que le dispositif décrit et représenté peut subir diverses modifications, sans sortir du-cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande de la vitesse et du sens de rotation de moteurs électriques, en particulier de moteurs à courant continu, comportant un circuit en pont se composant de quatre commutateurs pouvant être commandés (qui est alimenté selon une diagonale par la tension d'alimentation et est relié au moteur selon son autre diagonale) et un étage de commande des commutateurs (qui forme un signal de commande par superposition d'un signal de tension continue variable et d'un signal de fréquence déterminée, le compare à un signal de tension continue de référence et commande les commutateurs enfonction de l'écart entre les deux), le circuit étant caractérisé en ce qu'à chaque sens de rotation du moteur (6) est associé un signal de tension continue de référence (UO,Uö) et la différence de potentiel des deux signaux de tension continue de référence (U8,UQ) est approximativement égale à deux fois llamplitude du signal (UG) de fréquence déterminée. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur- moyenne de la variation possible du signal de tension continue est approximativement égale à la valeur moyenne des signaux de tension continue de référence (UO,Uo). 3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étage de commande comporte deux amplificateurs opérationnels (7,8-), dont l'un est alimenté sur son entrée positive par le signal de commande (U5-) et l'autre sur son entrée négative par ce signal de commande, et en ce-que chacun desdits amplificateurs a son autre entrée reliée à un diviseur de tension (9) délivrant les signaux de tension continue de référence (U0,,U0,,)