Brevet FR2420177A1 — publié le 19791012

La présente invention concerne les répétiteurs de couple. Plus précisément, elle concerne une technique permettant de positionner le rotor d'un répétiteur de couple en mettant profit ses propriétés d'auto-rotation. Les synchros se caractérisent en général comme transmetteurs (TX), differentiels (TDX) ou récepteurs (TR). On utilise fréquemment les répétiteurs ou récepteurs de couple pour commander directement des cadrans et des aiguilles sans autre amplification. La' où il y a besoin d'une petite technique hautement efficace permettant de positionner un répétiteur de couple à partir d'une scurce numérique, l'art antérieur a recours à un répétiteur de couple utilisant des servos encombrants ou des circuits électroniques perfectionnés de saute puissance pour atteindre le but recherehé. La technique de la présente invention utilise la capacité d'autoentrainement du répétiteur de couple pour positionner l'unité selon l'angle désiré. Ainsi, on résoud les problèmes de dimensions importantes et de puissance élevée ainsi que celui de coût élevé. La présente invention comprend un répétiteur de couple ou syncliro qui peut comporter trois enroulements de stator et un rotor de sortie. En fonction de l'entrée appliquée sur les enroulements du stator, le rotor s'immobilisera dans une position zéro qui indique la position mécanique de lettrée électrique. On envisage comme entrée électrique des signaux numériques. Toutefois, l'invention fonctionne aussi bien avec des entrées variant dans le temps ou avec des signaux analogiques. Plusieurs moyens de commutation électroniques sont connectés aux bornes du stator et ils fonctionnent sous la commande de moyens de commande de commutation programmables pour courtcircuiter des enroulements de stator prédéterminés en vue de fournir les signaux de sortie de position désirés. Un détecteur de sextant, connecté aux enroulements dXi stator, détecte les signaux sur ces bobinages et détermine le positionnement désiré des enroulements de sontie. Un moyen de commande du temps de mise sous tension, agissant de concert avec le détecteur de sextant, met le répétiteur de couple en position entre les positions de sextant. En conséquence, la présente invention a pour but de réaliser un répétiteur de couple qui met à profit la capacité inhérente d'at'o-entrainement du répétiteur de couple pour positionner l'unité suivant l'angle de sortie désiré. Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma synoptique du répétiteur de couple auto-entratné conforme à la présente invention - la figure 2 est une représentation graphique de la sortie de position du rotor en fonction de la fermeture de certains commutateurs - la figure 3 est une représentation graphique de la relation tension-secteur - la figure 4 est une représentation graphique du temps de mise sous tension des commutateurs du stator ; et - la figure 5 est un schéma synoptique analogue à celui de la figure 1 utilisant un convertisseur analogique/numérique pour commander les moyens de commutation En se référant à la figure 1, on y voit un schéma synoptique du répétiteur de couple conforme à l'invention.Le répétiteur de couple 10 comprend des enroulements de stator S1, S2 et S3 et un rotor R1. L'enroulement du rotor est relié à une source de tension d'excitation et, sous l'influence d'une tension appliquée aux enroulements du stator, tourne d'un angle &commat; e . Trois commutateurs à l'état solide SWl, SW2 et SW3 sont connectés aux bornes d'entrée des enroulements du stator S1, S2 et S3. Ces commutateurs à llQtat solide sont représentés sur la figure 1 comme des éléments de commutation mécaniques seulement pour la commodité.Dans le dispositif même, on utilise des éléments électroniques actifs et ces éléments sont bien connus dans la technique. SW1 est connecté sur les enroulements de stator S1 et S2, SW2 est connecté sur les enroulements de stator S2 et S3, tandis que SW3 est connecté sur les enroulements de stator S2 et S3. Le détecteur de sextant 11 est connecté sur les enroulements de stator S1,S2, S3 et sur les commutateurs SW1, SW2 et SW3. Le rôle de ce détecteur de sextant 11 est de détecter la position actuelle du répétiteur de couple 10 et d'utiliser cette information pour forcer le répétiteur de couple de prendre une position zéro à la position désirée. Le détecteur de sextant est connecté en outre à la commande de commutation 13 qui a pour r81e de fournir aux commutateurs SW1, SW2 et SW3 des signaux d'entrée numériques, représentatifs de la sortie de position mécanique. En fonctionnement, lorsqu'un court-circuit nominal est appliqué sur deux quelconques des bornes du stator (par exemple S1S2, S1S3 ou S2S3) le rotor R1 du répétiteur de couple 10 prendra une position zéro pour un courant minimum dans le court-circuit. Eloigné de la position zéro, un courant circule dans le court-circuit pour produire une auto-rotation propre à ramener le rotor à la position wro. Par exemple, si SW2 est fermé et SW1 et SW3 snt ouverts, le rotor prendra une position telle qu'une tension minimale soit induite entre les enroulements de stator S1 et S3.Il y a deux positions pour satisfaire cette condition. la tension induite par l'enroulement du rotor produit une sortie entre les enroulements de stator proportionnelle à 8 s1s3 = E k sin où E est la tension d'excitation du rotor k est le rapport de transformation entre le rotor etl4senroulements secondaires O1 est la position angulaire du VS153 égale 0 pour e 1 , = ou 1800 Le court-circuitage individuel de SW1 et SW3 entraînera le rotor à d'autres conditions nulles. Sur la figure 2 on représente des positions du rotor correpsondant aux fermetures des commutateurs. La fermeture des commutateurs SW1, SW2 ou SW3 peut entraîner le répétiteur de couple vers l'une quelconque de six positions possibles. S'il n'est nécessaire de positionner le rotor que selon des accroissements angulaires de 600, il suffit de prévoir trois commutateurs et les commandes associées. Etant donné que la fermeture de l'un quelconque des trois commutateurs met le rotor dans une de deux positions possibles pour le commutateur considéré, il faut prévoir des circuits supplémentaires pour déterminer si la position desirée est bien-celle occupée par le rotor. Le circuit prévu pour assurer que la position désirée d'un commutateur quelconque est atteinte est incorporé dans le détectbur de sextant 11, représenté sur la figure 1. Ce détecteur comprend un groupe de trois comparateurs (non représentés) dont chacun Bchantillonne les trois polarités des tensions des enroulements du stator du répétiteur de couple. Les polarités des tensions des enroulements de stator sont représentées sur la figure 3. Avec les polarités représentées sur chacun des enroulements de stator, les secteurs 1 à 6 seront déterminés. Par exemple, supposons qu'il faut placer le répétiteur de couple sur la position 00. Le commutateur S2 serait fermé et les comparateurs du détecteur de sextant seraient échantillonnés. Si la forme d'onde de surveillance B du comparateur (comparateur B) est négative et si la forme d'onde de surveillance C du comparateur (comparateur C) est positive, le rotor est alors correctement positionné sur 00. Si, toutefois, le comparateur B indique la positive et non la négative et si le comparateur C indique la négative au lieu de la positive, le rotor est incorrectement positionné sur 1800 et non sur 00. Dans ce cas, il faut procéder comme suit. On ferme le commutateur SW1 pour ramener le rotor de 1800 à 1200 (voir la figure 2).Il est à noter que, lorsque SW1 est fermé, le répétiteur de couple se met sur 1200 et non sur 3000 parce que le rotor tourne en direction de sa position zéro la plus proche. 1200 étant plus proche de 1800 (6= 600) que 3000 de 1800 (d = 1200), le rotor se mettra sur 1200. Ensuite, on ferme SW3 et le répétiteur de couple se mettra sur 600. Enfin, on ferme SV2 pour positionner le répétiteur de couple sur l'angle désiré, à savoir 0 . Pour la plupart des applications, positionner selon des accroissements angulaires de 600 n'est pas suffisant et une résolution supplémentaire est nécessaire. Pour ce faire on procède comme suit. Pour positionner le répétiteur de couple selon des accroissements angulaires inférieurs à 600, on applique un temps de mise sous tension approprié aux commutateurs de courtcircuitage. Par exemple, pour positionner le rotor sur 300 (en supposant que le rotor est positionné sur le secteur correct), on ferme alternativement SW2 et SW3, chacun suivant un temps de mise sous tension de 50, ce qui aurait pour résultat que le répétiteur de couple se met sur la position 300. Un temps de mise sous tension typique de 500 est représenté sur la figure 4. T2 = T3 Ainsi T2/T3 = 1 ou Temps de mise sous tension T2 = x 100 o = 500 = T3 T2+T3 Une application typique de la technique du temps de mise sous tension concerne le positionnement dont la sortie est reliée à une roue d'affichage, les chiffres 1 à 9 étant répartis à des intervalles réguliers sur la roue. Le tableau 1 montre les temps de mise sous tension approximatifs nécessaires pour positionner sur chaque chiffre. TABLEAU 1 - TEMPS DE MISE SOUS TENSION POUR AFFICHAGE 0-9 Code d'entrée Angle de rotor logique Numérique équivalent SW 1 SW 2 SW 3 0000 0 00 0% 100% 0% 0001 1 360 0% 40% 60% 0010 2 720 20% 20% 80% 0011 3 1080 80% 0% 20% 0100 4 1440 60% 4046 0% 0101 5 1800 0% 100% 0% 0110 6 2160 0% 40% 60% 0111 7 2520 20% 0% 80% 1000 8 2880 80% 6% 20% 1001 9 3240 60% 40% 0% Il est à noter que les conditions requises pour les positions 0 à 4 sont identiques à celles des positions 5 à9, ce qui permet de simplifier les circuits de commande. Ainsi, lors de la réception d'une commande numérique, sous forme de code représentant l'angle de rotor désiré, les commutateurs appropriés sont fermés selon le cycle correct de mise sous tension pour obtenir le résultat recherché. Tous les circuits nécessaires à ce dispositif peuvent étre réaliser par des techniques logiques simples utilisant des portes, des compteurs, PROMS/ROMS etc. , tous bien connus dans la technique. Un autre procédé permettant de positionner le répétiteur de couple est représenté sur la figure 5. Ce système fonctionne comme suit l'angle 81 de répétiteur de couple obtenu du répétiteur 50 est introduit dans un convertisseur analogìque/numérique 51. Les sorties numériques résultantes du du convertisseur 51, conjointement avec la sortie angulaire désiré servent à commander les commutateurs de commande SW1, ou SW2, ou SW3 pour assurer des périodes momentaires de court-circuitage pour permettre au répétiteur de couple 50 de tourner de l'angle désiré 8 jusqu'à ce que la boucle de rétroaction soit satisfaite, 01 étant égal à 8 . On vient de décrire un répétiteur de couple à auto-entrainement. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont té plus spécialement envisagés ; ene en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENTICATIONS 1. Répétiteur de couple caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens pour convertir des entrées constituées par des signaux électriques en sorties de position mécanique, des moyens pour appliquer lesdites entrées constituées par des signaux à des moyens de conversion, et des moyens sensibles auxdits moyens de conversion pour détecter la sortie de position desdits moyens de conversion, lesdits moyens de détection foltrnissant auxdits moyens d'application de signaux des signaux indicatifs de sorties de position désirées prédéterminées des moyens de conversion pour forcer les moyens de conversion à des positions nulles indicatives desdites sorties de position prédéterminées. 2. Répétiteur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens programmables, plusieurs moyens de commutation connectés auxdits moyens programmables, et plusieurs bornes d'entrée connectant lesdits moyens de commutation auxdits moyens de conversion, les moyens programmables commandant aux moyens de commutation de court-circuiter des entrées prédéterminées des moyens de conversion pour obtenir la sortie de position désirée des moyens de conversion. 3. Répétiteur de couple selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur de sextant destiné à détecter le sextant de l'angle de rotation des moyens de conversion qui correspond au court-circuitage des moyens de commutation choisis. 4. Répétiteur de couple selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend me source de signaux d'entrée numériques pour alimenter les moyens programmables, lesdits signaux numériques représentant l'angle de sortie de rotation désiré des moyens de conversion. 5. Répétiteur de couple selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant d'appliquer un signal variant dans le temps auxdits moyens de commutation pour contrôler l'angle de rotation entre les positions nulles des moyens de conversion. 6. Répétiteur de couple, caractérisé en ce qu'il comprend un synchro-convertisseur possédant trois enroulements de stator, ledit synchro présentant des positions de sextant inhérents de 600 du rotor lorsque des enroulements discrets du stator sont court-circuités, des moyens de commutation comprenant trois circuits de commutation électreariqrles connectés sur les enroulements du stator, une commande de commutation programmable connecté aux moyens de commutation, et un détecteur de sextant connecté aux moyens de eommutation, aux enroulements du stator et à la commande de commutation programmable; ledit détecteur détectant le sextant de l'angle de rotation dudit synchroconvertisseur. 7. Répétiteur de couple selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant d'appliquer un signalsvariant dans le temps auxdits moyens de commutation pour positionner le rotor du sycnhro entre les positions de sextant inhérentes. 8. Répétiteur de couple, caractérisé en ce qu'il comprend un sy.-ehro-convertisseur comprenant plusieurs enroulements de stator et un rotor, le rotor tournant par inhérence vers une position nulle lorsque certains des enroulements de stator sont court-circuités, chacune des positions nulles représentant un sextant de rotation, plusieurs moyens de commutation connectés aux enroulements de stator, une commande de commutation programmable connectée auxdits plusieurs moyens de commutation pour appliquer des signaux aux moyens de commutation selon une séquence prédéterminée, et un détecteur de sextant comprenant plusieurs moyens comparateurs pour détecter le sextant de l'angle de rotation dudit rotor qui correspond au court-circuitage des enroulements de stator, le détecteur de sextant appliquant un signal auxdits moyens programmables pour faire tourner ledit synenro en fonction de la sortie de position désirée. 9. Répétiteur de couple, caractérisé en ce qu'il comprend un synchro-convertisseur comprenant plusieurs enroulements de stator, la rotation du rotor du synchro s'effectuant par application de signaux sur les enroulements de stator, plusieurs moyens de commutation connectés sur lesdits enroulements de stator, une commande de commutation programmable connectée à ladite pluralité de moyens de commutation pour appliquer des signaux auxdits moyens de commutation suivant une séquence prédéterminée, et un convertisseur analogique/numérique connecté entre lesdits enroulements de stator et la commande de commutation programmable pour convertir les signaux provenant des enroulements de stator en signaux d'entrée numériques de la commande de commutation programmable. 10. Répétiteur de couple selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend : une source de signaux d'entrée numériques pour alimenter la commande de commutation programmable, lesdits signaux numériques représentant l'angle de rotation désiré dudit rotor.