Brevet FR2405595A1 — publié le 19790504

La présente invention concerne un commutateur de commande de vitesse de précision. I1 est existe de nombreuses applications dans lesquelles il convient de commander un verrouillage de sécurité ou tout autre dispositif en fonction de la vitesse d'un arbre rotatif Les applications aux véhicules sont usuelles comme par exemple la commande du verrouillage ou de la libération des portes d'un véhicule de transport de passagers, chaque fois que le véhicule dépasse un seuil de vitesse prédéterminé ou encore un mécanisme de verrouillage a commande électrique pour interdire l'inversion de la transmission lorsque le mécanisme avance même à une vitesse de seuil limitée ou inversement Des besoins de commande de commutation de vitesse analogues en fonction de la vitesse de rotation d'un arbre ou autre organe rotatif existent également dans les machines outils ou les installations industrielles Les conditions imposées aux commutateurs de commande de vitesse en particulier à ceux utilisés à bord de véhicules sont souvent très strictes Ainsi la commande peut être soumise à des niveaux de vibration élevés et à des chocs importants On peut rencontrer des phénomènes électriques transitoires d'amplitude très grande Etant donné que la commande ne joue pas un rôle essentiel, le coût de réalisation d'une telle commande est souvent très strictement limité De plus, il est souhaitable que les connexions électriques de la commande soient aussi simples que possible et se composent de préférence d'une connexion a deux bornes pour réduire le coût et faciliter le remplacement le cas échéant On connaît déjà un grand nombre de commutateurs de commande de vitesse destinés à des applications de ce type de nombreuses commandes sont mises en oeuvre par un signal d'entrée dérivé d'un petit générateur alternatif entraîné par l'arbre ou autre organe rotatif à commander Les circuits de ces dispositifs ont souvent une complexité et un coût prohibitif en particulier lorsque leur fonctionnement repose sur la fréquence d'un signal d'entrée alternatif et ils nécessitent un étage de conversion fréquence/tension dans le circuit de commande Ces commandes sont difficiles à réaliser sous une forme suffisamment solide pour etre embarquées dans des véhicules ce qui résulte en grande partie de la convexité du circuit entraîné par l'étage de conversion fréquence/tension De cela de nombreux commutateurs de vitesse nécessitent trois ou plusieurs bornes de connexion Ces problèmes sont particulièrement soulignés dans les commandes de vitesse appliquées aux véhicules On connaît dé a'des commutateurs de commande de vitesse à deux bornes, fonctionnant avec précision et qui sont peu coûteux Toutefois ces commandes ne sont pas satisfaisantes pour les vitesses critiques inférieures à dix tours par minute, lorsque l'amplitude du signal de sortie du générateur alternatif est relativement faible.Cela est en particulier vrai pour les applications de commande de sécurité aux véhicules transportant des passagers, lorsqu'une vitesse de l'arbre de deux tours par minute ou moins constitue une vitesse critique En outre, un certain nombre de caractéristiques de fonctionnement, importantes, est difficile parfois impossible à réaliser à l'aide des commutateurs de commande de vitesse du type ci-dessus. Il est très souhaitable de réaliser un circuit de commande de commutation de vitesse de base, qui puisse se transformer facilement pour passer du mode de fonctionnement en commutateur normalement ouvert, en un mode de fonctionnement avec commutateur normalement fermé et inversement, pour satisfaire aux diverses exigences des dispositifs de sécurité et autres. I1 est tout aussi intéressant d'avoir un commutateur de commande de vitesse fonctionnant avec une seule vitesse et qui puisse fonctionner dans une plage étendue de vitesses de rotation critiques, allant d'une vitesse de rotation pratiquement nulle jusqu'à quelques centaines de tours par minute, de façon à réduire le coût de la réalisation des circuits pour les applications distinctes Une autre condition critique dans beaucoup d'applications est de limiter les basculements répétés lorsque la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée subit une variation importante dans une durée de temps réduite En outre, le commutateur de commande de vitesse de précision, pratique et efficace ne doit consommer qu'une faible puissance mais doit pouvoir traiter des courants relative ment importants, c'est-à-dire qu'il doit être applicable à de nombreux cas L'invention a pour but de créer un commutateur de commande de vitesse électronique réalisé en technique état solide, utilisant un signal d'entrée fourni par un générateur de courant alternatif à aimant permanent fractionné. entraîné par un arbre de rotation ou autre organe rotatif, de façon à remédier ou å réduire au minimum les problèmes et difficultés des solutions connues L'invention a également pour but de créer un commutateur de commande de vitesse applicable à un arbre rotatif utilisant des circuits en technique état solide, de réalisation simple, ne nécessitant que deux bornes à la fois pour la charge et pour l'alimentation, et qui assure un fonctionnement précis dans une plage de vitesses étendue, descendant jusqu'à des vitesses de l'ordre de un ou deux tours par minute. L'invention a également pour but de créer un commutateur facilement transformable pour travailler comme commutateur normalement ouvert en un commutateur normalement fermé et inversement, par le simple changement de deux branchements du circuit, avec une plage étendue de vitesses de fonctionnement qui puisse se régler facilement pour divers retards de mise hors service, le retard de mise hors service étant l'intervalle de temps entre la décélération de l'arbre d'entrée en-dessous d'une vitesse critique et l'inversion du commutateur vers l'état de fonctionnement d'origine. Ainsi, l'invention concerne un commutateur de commande de vitesse de précision à deux bornes, applicable à des vitesses de rotation différentes de l'arbre d'entrée et qui peut travailler dans une plage de vitesses étendue, allant jusqu'à moins de dix tours par minute Le commutateur de commande se compose d'un générateur de courant alternatif fractionné. susceptible d'être relié à un arbre rotatif pour créer un signal alternatif dont l'amplitude varie avec la vitesse de l'arbre un circuit de seuil étant relié au générateur pour créer un premier et un second signal de seuil, l'un indiquant que le signal alternatif d'entrée dépasse une amplitude de seuil donnée correspondant à la vitesse critique de l'arbre et l'autre indiquant que le signal alternatif d'entrée est inférieur à l'amplitude de seuil Un circuit de manoeuvre de commutateur est couplé au circuit de seuil pour créer des signaux de commande de commutateur OURERT-FERME correspondant au premier et au second signal de seuil le signal OUVERT étant un signal continu, permanent, avec un cycle de travail élevé, comportant de brefs intervalles de retour ouverture Un circuit de commutation en technique état solide à deux bornes branchées en série sur une alimentation extérieure est prévu dans le circuit de manoeuvre de la charge commandée dont l'entrée de manoeuvre est reliée au circuit de manoeuvre du commutateur susceptible d'être mis à l'état fermé dans lequel l'impédance entre les bornes du commutateur est très faible, par suite d'un signal de manoeuvre de commutateur et un état "ouvert dans lequel l'impédance sur les bornes du commutateur est très élevée, en fonction du signal de manoeuvre du commutateur.Un circuit d'alimentation/stockage d'énergie est branché en parallèle sur les bornes du commutateur et assure l'alimentation du circuit de seuil et du circuit de manoeuvre du commutateur ; ce circuit se compose d'un dispositif de stockage qui se recharge pendant les intervalles lorsque le circuit de commutation est ouvert L'invention sera décrite à l'aide des dessins dans lesquels - la figure 1 est un schéma-bloc simplifié de l'inven tion. - la figure 2 est un schéma d'un commutateur de commande de vitesse selon un mode de réalisation de l'invention - la figure 3 est un schéma d'un commutateur de commande de vitesse selon une autre caractéristique de l'invention - la figure 4 représente des caractéristiques de fonctionnement des circuits de commande de commutation de vitesse selon les figures 2 et 3. - la figure 5 représente le signal de sortie pic à pic du générateur alternatif utilisé comme dispositif d'entrée du commutateur de commande de vitesse selon les figures 1 à 3 DESCRIPTION DE DIVERS MODES DE REALISATION PREFERENTIELS DE L'INVENTION : La figure 1 est un schéma-bloc d'un commutateur de commande de vitesse 10. de précision selon l'invention Le commutateur de commande 10 comprend un générateur alternatif ll à aimant permanent fractionné à pôles multiples, ayant un arbre d'entrée 19.Dans certains cas3 l'arbre 19 peut par exemple être entraîné par le câble d'un tachymètre! par l'arbre d'entraînement ou autre organe mobile de la transmission d'un véhicule Par ailleurs 4 l'arbre 10 peut également être entraîné par l arbre d'entraînement d'une-machine outil ou autre machine de l'industrie, que l'on veut contrôler en sécurité La sortie du générateur 11 est reliée électriquement à un circuit de seuil 12 qui redresse le signal alternatif d'entrée et crée un signal de sortie comprenant deux signaux de seuil différents Un premier signal de seuil est créé par le circuit 12 suivant que le signal alternatif d'entrée est en-dessous d'une amplitude de seuil donnée correspondant à une vitesse critique pour l'arbre 19 Le second signal de seuil fourni par le circuit 12 indique qu'un signal alternatif d'entrée correspondant à la vitesse de l'arbre dépasse la vitesse critique La sortie du circuit de seuil 12 est appliquée à un circuit de manoeuvre de commutateur 21 Le circuit de manoeuvre 21 crée des signaux de manoeuvre de commutateur OUVERT et FERME correspondant au premier et au second signal de seuil du circuit 12 Ces signaux de manoeuvre de commutateur sont eux-mêmes appliqués à un circuit de commutation 13 réalisé en technique état solide. Le circuit 13 présente deux bornes de commutation 14, 15 reliées à une paire de contacts de commutateur 16 normalement ouverts Les contacts 16 sont donnés à la figure 1 à titre d'exemple ; le commutateur 13 peut comporter non seulement des contacts à manoeuvre mécanique mais également un circuit en technique état solide pour assurer une fonction de commutation équivalente. En fait un commutateur mécanique ne pourrait s'utiliser pour le contact 16 à cause de son inertie de mise en oeuvre comme cela résulte de la description de fonctionnement faite ci-après. Les bornes de commutation 14, 15 sont reliées électriquement en série à une alimentation externe et une charge 18 Dans les applications aux véhicules, l'alimentation 17 peut être la batterie du véhicule. Dans les applications industrielles, un circuit d'alimentation est fourni par le réseau local ou autre source Un circuit d'alimentation/stockage d'énergie interne 22 est branché en parallèle sur les bornes de commutation 14 15 et assure l'alimentation à la fois du circuit de seuil 12 et du circuit de manoeuvre de commutation 21. La charge 18 est généralement un circuit d'alarme, un circuit de verrouillage, de sécurité ou tout autre dispositif de sécurité Par exemple dans les autobus ou autres véhicules de transport de passagers! la charge 18 peut être le verrouillage à commande électrique fermant ou au moins évitant l'ouverture d'une porte lorsque le véhicule dépasse une vitesse critique déterminée. Dans certains cas, cette vitesse critique peut correspondre à une vitesse très faible de l'arbre 19 par exemple un ou deux tours par minute Dans d'autres applications aux véhicules, la charge 18 peut être le verrou évitant l'inversion de la transmission du véhicule lorsque le véhicule avance ou recule. La vitesse critique de l'arbre 19 à laquelle le dispositif de sécurité de la charge 18 doit être mis en oeuvre est également très faible dans ce dernier cas La charge 18 peut également comporter une alarme optique ou sonore, simple, dans les applications industrielles ou embarquée dans les véhicules Lorsque le commutateur de commande de vitesse 10 de la figure 1 fonctionne, le générateur 11 crée initialement un signal alternatif dont l'amplitude correspond à la vitesse de rotation de l'arbre 19.La relation entre l'amplitude du signal de sortie du générateur 11 et la vitesse de l'arbre 19 est très rarement réellement linéaire. En général, la tension de sortie pic à pic du générateur 11 correspond à la caractéristique selon la courbe 51 de la figure 5, la tension augmentant rapidement aux vitesses faibles et moyennes, et cette tension augmentant plus progressivement aux vitesses élevées. En outre dans une plage de vitesses initiales, qui dans ce cas va de zéro à environ 400 tours par minute, la courbe vitesseXtension 51 est voisine d'une droite de sorte que l'amplitude de sortie du signal alternatif du générateur 11 correspond en principe à la vitesse de rotation de l'arbre 19. Le signal alternatif du générateur 11 (figure 1) est redressé dans le circuit de seuil 12 et est utilisé dans ce circuit pour créer un premier et un second signal de seuil dont l'un indique si la vitesse de l'arbre dépasse un niveau critique et l'autre indique si la vitesse de l'arbre est inférieure à un niveau critique. Ces deux signaux de seuil sont appliqués à un circuit de manoeuvre de commutateur 21 qui crée des signaux de manoeuvre FERME et OUVERT pour le commutateur et correspondant respectivement au premier et au second signal de seuil Ces signaux de sortie FERME-OUVERT sont représentés à la figure 4 Comme le montre cette figure, le signal OUVERT est un signal continu permanent alors que le signal FERME est un signal semi- continu à cycle de travail élevé, comportant un certain nombre d'intervalles d'ouverture, récurrents Les signaux FERME et OUVERT du circuit de manoeuvre 21 sont appliqués au circuit de commutation 13 Lorsque le signal de manoeuvre OUVERT du signal 21 est appliqué au circuit de commutation 13, ce circuit se met à 1::état ouvert" dans lequel l'impédance entre les bornes de commutation 14 15 est très élevée situation est qui est comparable à l'ouverture des contacts mécaniques d'un commutateur tels que les contacts 16. Lorsque le circuit 13 est à l'état d'impédance élevée correspondant à l'ouverture, le circuit alimentation/stockage d'énergie 22 se charge en permanence Le circuit 22 fournit des tensions de manoeuvre adéquates à la fois pour le circuit de seuil 12 et le circuit de manoeuvre de commutation 21.De façon préférentielle, le circuit alimentation/stockage 22 comporte un régulateur de tension pour maintenir un niveau d'alimentation constant du circuit de seuil 12 quelles que soient les variations de la tension de sortie fournie par l'alimentation externe 17 Chaque fois que le circuit de commutation 13 est à l'état fermé", l'impédance entre les bornes de commutation 14, 15 est très faible et correspond essentiellement à l'état de fonctionnement d'un commutateur mécanique dont les contacts de commutation 16 seraient fermés Etant donné que le circuit alimentation/stockage 22 est branché en parallèle sur les bornes de commutation 14, 15, il reçoit très peu de puissance ou pratiquement pas de puissance de l'alimentation externe 17 Le circuit 22 serait très rapidement hors service si l'état de commutation du circuit 13 restait fermé pendant une durée prolongée. Cela constitue la raison pour laquelle des intervalles OUVERT, récurrents dans le signal de manoeuvre de commutateur sont appliqués au circuit 13 par le circuit 21 lorsque le circuit de commutation est fermé Pendant ces courts intervalles OWERT (figure 4), un condensateur ou un autre dispositif de stockage du circuit 22 se recharge et permet au circuit d'assurer l'alimentation continue du circuit de seuil 12 et du circuit de manoeuvre 21. La figure 2 est un schéma d'un commutateur de commande de vitesse 30 correspondant au commutateur de commande 10 de la figure 1. Dans le commutateur de commande 30 un générateur alternatif 11 à aimant permanent fractionné est entraîné par un arbre externe 19 ; une borne est reliée à la masse et l'autre est reliée par une diode de redressement D1 à la borne d'entrée non inversée 36 d'un premier amplificateur opérationnel Al du circuit de seuil 12A. La diode Zener de régulation de tension Z1 est reliée entre la borne 36 et la masse, en parallèle sur une résistance R1 et un condensateur Cl. L'entrée d'inversion 32 de l'amplificateur Al est reliée à un diviseur de tension formé de deux résistances R2, R3 La résistance R3 est reliée à la masse La résistance R2 est reliée à la sortie 33 du circuit d'alimentation et de stockage 22A Les branchements d'alimentation sont prévus pour l'amplificateur Al entre le conducteur 33 et la masse Le circuit d'alimentation et de stockage 22A du commutateur de commande 30 (figure 2) est une résistance R3 branchée en série entre la ligne de sortie 33 et la ligne d'entrée 34 qui est reliée par une diode de blocage D4 à la borne de commutation 14 du circuit de commutation 13A réalisé en technique état solide. Une diode Zener Z2 est branchée entre la ligne de sortie 33 et la masse. Un condensateur de stockage C2 relie la ligne d'entrée 34 et la masse. Un circuit de manoeuvre de commutation 21A du mode de réalisation de la figure 2 est formé par un amplificateur opérationnel A2 dont l'alimentation est reliée à la ligne de sortie 33 du circuit 22A ainsi qu'une autre borne d'alimentation reliée -à la masse. L'entrée non inversée 35 de l'amplificateur A2 est reliée à la prise médiane 35 d'un diviseur de tension formé par les résistances R7, R9. La résistance R7 est reliée à la sortie de l'amplificateur Al du circuit de seuil 12A. La résistance R9 est reliée à la masse Une résistance de réaction R8 relie la sortie de l'amplificateur A2 à l'entrée 35. L'entrée d'inversion 38 de l'amplificateur Al est reliée à un condensateur C3 qui est ramené à la masse I1 est également prévu un circuit de réaction entre la sortie de l'amplificateur A2 et l'entrée 38. Ce circuit à montage parallèle comprend dans une branche une résistance R6 et dans l'autre branche le montage en série d'une résistance R5 et d'une diode D5 Le commutateur 13A en technique état solide du commutateur de commande de vitesse 30 (figure 2) est un amplificateur formé par deux transistors en montage Darlington. L'entrée du commutateur 13A est formée par le montage en série de la résis- tance R10 reliée à la sortie de l'amplificateur A2 du circuit de manoeuvre 21A sur la base du premier transistor de l'amplificateur Darlington Le collecteur et l'émetteur du second transistor constituent les bornes de commutation 14. 15 Un circuit de protection transitoire formé d'une diode Zener Z3 et d-un condensateur en parallèle C4 est prévu entre la borne de commutation 14 et l'entrée de l'amplificateur Darlington. Le circuit externe relié au commutateur de commande de vitesse 30 de la figure 2 est formé par une alimentation 17 dont la borne négative est reliée à la borne de commutation 15 qui est également reliée à la masse La borne positive de l'alimenta tion 17 est reliée à la charge 18 constituée de façon générale par une résistance de charge RL cette cette résistance est elle-même reliée à l'autre borne de commutation 14. Pour le fonctionnement du commutateur de commande de vitesse 30, on suppose tout d'abord que l'arbre 19 entraînant le générateur 11 ne tourne pas et que le générateur ne donne pas de signal de sortie alternatif. Dans ces conditions, il n'y a pas de signal appliqué à l'entrée 36 de l'amplificateur Al Le seul signal d'entrée efficace appliqué à l'amplificateur Al est un signal continu positif sur l'entrée d'inversion 32 de cet amplifie cateur si bien que l'amplificateur Al fournit comme signal de sortie un potentiel voisin de celui de la masse Le circuit de manoeuvre de commutateur 21A est un générateur d'impulsions réalisé sous la forme d'un déclencheur de Schmitt ; ce circuit reçoit une tension positive sur la borne 35 pour donner un signal de sortie.En conséquence, la sortie de l'amplificateur A2 est sensiblement à la masse ce qui donne un signal continu OUVERT selon la figure 4. Lorsque l'amplificateur A2 fournit un tel signal de sortie, l'amplificatveur Darlington 13A est coupé ses deux transistors étant bloqués de sorte qu'il y a une impédance très élevée entre les bornes 14 et 15 s le circuit de commutation 13A est alors ouvert Lorsque ce commutateur est ouvert le condensateur C2 se charge sur l'alimentation externe 10 La diode Zener Z2 maintient une tension de fonctionnement constante dans la ligne 33 quelles que soient les variations de l'alimentation 17 ou de la charge du condensateur C2 Lorsque arbre 19 entraînant le générateur 11 commence à tourner. le circuit d'entrée qui relie ce générateur alternatif à l'entrée non inversée 36 de l'amplificateur Al reçoit un signal continu positif dont l'amplitude croit avec la vitesse. Aussi longtemps que la tension sur la borne 36 reste inférieure à la tension de la borne 32" il n'y a pas de modification des conditions de fonctionnement car le signal de sortie de l'amplificateur différentiel Al reste sensiblement au potentiel de masse Il est à remarquer que la tension de référence sur la borne 32 reste constante du fait du régulateur de tension 22A Lorsque la vitesse de rotation du générateur 1l augmente, il arrive un moment pour lequel la tension sur la borne 36 dépasse celle de la borne 32, si bien que le signal de sortie de l'amplificateur Al devient positif Cela donne un signal d'entrée positif pour l'entrée non inversée 35 de l'amplificateur A2 Le déclencheur monostable 21A fournit alors un signal de sortie positif correspondant au signal FERME de la figure 4, avec de brefs intervalles OUVERT, dans le sens négatif, se répétant Chaque fois que le signal de manoeuvre du circuit 21A est positif le circuit de commutation 13A est commandé pour etre totalement conducteur et présenter ainsi une impédance tres faible entre les bornes de commutation 14 et 15 et alimentant le dispositif de sécurité 18 à partir de l'alimentation 17 Pendant les intervalles prolongés lorsque le circuit de commutation 13A est conducteur, la charge du condensateur C2 maintient la tension de sortie nécessaire dans la ligne 33 pour faire fonctionner les amplificateurs Al et A2 En outre, la tension de référence sur la borne 32 reste également constante Lorsque le commutateur de commande 30 est "fermé, le condensateur C2 se recharge pendant les intervalles brefs lorsque le commutateur 13A est ouvert, comme l'indiquent les signaux d'intervalle OWERT représentés à la figure 4.Ainsi le commutateur de commande 30 peut être maintenu en fonctionnement à l'état 'fermé" pour une période indéterminée Le cycle de travail du circuit de manoeuvre de commutateur 21A et ainsi du circuit de commutation 13A peut être maintenu à un niveau très élevé généralement de l'ordre de 95 % et plus De façon caractéristique, la fréquence impulsionnelle des intervalles OUVERT (figure 4) est de l'ordre de 300 à 400 Hz en fonction des paramètres du circuit et de la tension de l'alimen tation 17, la période T1 allant de 2,5 à 3,5 millisecondes et la durée de l'intervalle T2 étant de l'ordre de 75 microsecondes Si maintenant l'arbre 19 du générateur ralentit et passe en-dessous de la vitesse critique pour le commutateur de commande 30, de sorte que la tension sur la borne 36 descend en dessous de la tension de la borne 32, la sortie de l'amplificateur Al arrive de nouveau au potentiel de masse. I1 en résulte que la tension de la borne 35 descend ensdessous du niveau nécessaire au maintien du fonctionnement du générateur d'impulsions 21A La sortie de l'amplificateur A2 chute et devient Voisine de la tension de masse de l'installation si bien que le commutateur 13A se coupe Toutefois cette coupure ne se produit pas immédiatement lorsque le générateur ralentit et arrive juste en-dessous de la vitesse critique Contrairement à cela, il y a un certain retard déterminé par la résistance R1 et le condensateur Cl Pendant le fonctionnement du commutateur de commande de vitesse 30 (figure 2), la diode Zener Z1 limite la tension d'entrée appliquée à l'amplificateur Al par le générateur 11 par l'intermédiaire de la diode D1 en évitant que l'amplificateur ne soit endommagé Cela est nécessaire dans de nombreuses applications puisque la tension de sortie du générateur 11 peut atteindre des valeurs relativement élevées comme représenté à la figure 5 La vitesse critique du générateur 11 qui est utilisée pour déterminer si la commande 30 maintient son commutateur 13A à l'état ferme ou à l'état ouvert est déterminée par le rapport des résistances R2 et R3 En modifiant l'une de ces résistances, on arrive à une vitesse critique très différente. On pourrait également utiliser le cas échéant des résistances variables Par ailleurs pour modifier la commande et passer d'un fonctionnement avec un commutateur normalement ouvert à un fonctionnement avec un commutateur normalement fermé, il suffit d'interchanger les connexions d'entrée de l'amplificateur Al Ainsi, si les connexions des bornes 32, 36 de l'amplificateur Al sont inversées, le commutateur de commande 30 fonctionne comme un commutateur normalement fermé, le fonctionnement restant par ailleurs inchangé par rapport à ce qui a été décrit ci-dessus. De la meme manières la temporisation de mise hors service, durée pendant laquelle le commutateur 13A reste manoeuvré après que l'arbre 19 du générateur 11 soit tombé en-dessous de la vitesse critique peut se régler facilement en modifiant les valeurs de la résistance R1 et du condensateur Cl. Pour avoir un exemple plus pratique et plus complet d'un commutateur de commande de vitesse selon la présente invention et en utilisant le circuit 30 de la figure 2. on a consigné les paramètres caractéristiques dans le tableau 1 Les grandeurs données dans le tableau I correspondent à un commutateur de commande de vitesse 30 qui fonctionne comme un commutateur normalement ouvert ayant pour l'arbre du générateur 11 une vitesse critique d'un tour par minute pour une alimentation 17 ayant une tension de 6fui40 volts TABLEAU I R1, 52 1 megohm R3 10 kilohms R4 1 kilohm R5 47 kilohm R6 4,7 megohms R7, R8, R9 100 kilohms RîO 2,2 kilohms C1 1 microfarad C2 22 microfarad C3 0,001 microfarad C4 680 picofarad Z1, Z2 5,1 volts 13A 2N6385 A1, A2 LM358 D1, D4 IN 5059 D5 IN 4148 Pour illustrer la plage des vitesses critiques auxquelles on peut aboutir en changeant simplement la valeur de la résistance R3, le tableau Il donné ci-après indique la liaison entre la vitesse critique et les diverses valeurs de la résistance R3 TABLEAU II R3 (kilohms) 10 47 100 220 470 1000 vitesse critique 1 2,5 4,5 9 11 25 (t/m) Pour avoir un exemple plus complet de l'étendue des durées de mise hors service auxquelles on peut aboutir pour des variations limitées des paramètres de la résistance R1 et du condensateur C1, on se reportera au tableau III ci-après TABLEAU III R1 C1 Durée de mise hors (megohms) (microfarads) service(sec) 0,015 1,0 instantanée 0,1 1,0 0,3 0,22 1,0 1.0 0,47 1,0 1,5 1,0 1,0 2,6 2,2 1,0 4,5 4,7 1,0 7,0 10,0 1 0 9,0 TABLEAU III (suite) Rl C1 Durée de mise hors (meqohms) (microfarads) service (sec) oo 1,0 14,0 3,3 3,3 22,0 10,0 3,3 33,0 3,3 3,3 52,0 10,0 10,0 90,0 ge 10,0 137,0 Les données du tableau III ont été déterminées avec une alimentation externe 17 de douze volts et un courant de charge traversant la résistance RL d'une intensité approximativement égale à deux ampères. Le commutateur de commande de vitesse 30 correspondant au schéma du tableau I donne un commutateur normalement ouvert dont 1à vitesse critique de l'arbre est de un tour par minute, ce qui convient parfaitement pour une commande de verrouil lage de sécurité des portes d'un véhicule de transport de passagers tel qu'un bus. Toutefois le même circuit peut s'appliquer à une application totalement différente en ne nécessitant que des modifications limitées. Ainsi pour changer la commande 30 et arriver à un fonctionnement avec un commutateur normalement fermé et une vitesse critique de 667 tours par minute, il suffit d'effectuer les modifications suivantes Prendre pour résistance R2 une valeur de 680 kilohms. Prendre pour résistance R3 une valeur de 330 kilohms Ajouter une résistance de réaction de 4,7 megohms entre la sortie de l'amplificateur Al et la borne 32 Inverser la connexion des bornes d'entrée 32, 36 de 1' amplificateur Al Fixer la valeur de la résistance R10 à 22 kilohms. Ajouter un transistor supplémentaire de type MPS-A43 comme étage d'entrée du circuit de commutation 13A et conserver le montage Darîington Le commutateur de commande de vitesse 30 (figure 2) tout en convenant pour de nombreuses applications est sensible aux variations d'état de charge. Cela signifie que des variations du circuit externe formé par l'alimentation 17 et la charge 18 peuvent influencer les caractéristiques de façon plus que souhaitable.Le commutateur de commande de vitesse 40 de la figure 3 remédie efficacement à cette difficulté ,o ce commutateur présente également d'autres avantages Ainsi, le circuit 40 de la figure 3 assure un réglage de tension plus précis et permet une commande plus précise En outre, en montant une seule résistance réglable qui permet des variations de vitesse critique dans une plage étendue allant d'approximativement un tour par minute jusqu'à 500 tours par minute, il n'est pas nécessaire de modifier les autres éléments du circuit. Le commutateur de commande de vitesse 40 (figure 3) est destiné à commuter en étant normalement ouvert Le générateur alternatif 11 est relié par une borne à une résistance Rîl et l'autre borne est reliée à la masse : une diode Zener Zll assurant un réglage de tension est reliée à l'autre borne de la résistance Rîl et la masse Un condensateur Cîl en série sur une diode D12 relie la résistance Rîl à l'entrée d'inversion 42 d'un amplificateur opérationnel Al du circuit de seuil 1213 Une résistance réglable R12 est branchée entre la borne commune du condensateur Cîl et la diode D12 et la masse, en parallèle sur la diode Dll. Les diodes Dll, D12 forment un doubleur de tension Le condensateur C12 et la résistance R13 sont branchés en parallèle entre la borne 42 et la masse. L'entrée non inversée 46 de l'amplificateur Al est reliée à un diviseur de tension formé de deux résistances R14 R15 branchées entre le conducteur de sortie 43 du circuit d'alimentation/stockage 22B et la masse. Une alimentation adéquate est prévue pour l'amplificateur Al à partir de la ligne 43 et la masse Une résistance de réaction R16 est branchée en retour entre la borne de sortie 49 de l'amplificateur Al et la borne d'entrée 46 La borne de sortie 49 de l'amplificateur est également reliée à une résistance R17 elle-même reliée au conducteur 43 Le circuit d'alimentation/stockage 22B est formé d'un transistor Qll dont l'émetteur est relié à la ligne de sortie 43 et dont l'entrée (ligne 44) est reliée par une diode de blocage D4 à l'une des bornes de commutation 14 d'un commutateur en technique état solide 13B qui forme luiFmeme un amplificateur en montage Darlington La base du transistor 011 est reliée à la masse par le montage en série d'une diode D13 et d'une diode Zener Z12 Une résistance R18 est branchée entre la base et le collecteur du transistor Q11. Un condensateur de stockage C13 relie l'entrée 44 à la masse Dans le commutateur de commande de vitesse 40, le circuit de manoeuvre de commutateur 21B comprend un amplificateur opérationnel avec des branchements d'alimentation pour la ligne 43 et la masse L'entrée non inversée 45 de l'amplificateur A2 est reliée par une résistance.R19 à une borne 48 elle-même directement reliée à la ligne 44 La résistance R19 fait partie d'un diviseur de tension comprenant également une résistance R21 reliée à la masse.La borne 45 est également reliée à la borne 49 par l'tinter médiaire d'une diode D14 Dans le circuit de manoeuvre 21B, la borne 48 est en outre reliée par une résistance R20 à l'entrée d'inversion 47 de l'amplificateur A2 L'entrée 47 est également reliée à une diode Zener Z13 elle-même reliée à la masse. Le dispositif de commutation 13B de la figure 3 reste inchangé dans sa structure et ses branchements externes par rapport au circuit 13A de la figure 2. Cela concerne les connexions externes à l'alimentation 17 et le dispositif de sécurité de charge 18 par les bornes de commutation 14, 15 ainsi que la connexion d'entrée par la résistance RlOo En examinant le fonctionnement du commutateur de commande de vitesse 40 (figure 3) on suppose que le commutateur est monté dans un circuit de sécurité d'un véhicule et qu'un commutateur SW du circuit de charge est fermé par la mise en oeuvre du commutateur d'allumage du véhicule, lorsque l'arbre 19 du générateur 11 est fixe.Lorsque le commutateur SW est fermé, le condensateur C13 se charge à partir de l'alimentation 17 à travers la diode D4 et le transistor Qll du circuit 22B commence a être conducteur A mesure que la charge du condensateur C13 augmente la tension sur la borne 48 du circuit de manoeuvre 21B augmente La tension de la borne 45 augmente de façon proportionnelle suivant le rapport du diviseur de tension Rl9, R21 Générale- ment les deux résistances R19, R21 sont approximativement égales, si bien que la tension sur la borne 45 est approximativement égale à la moitié de la tension sur la borne 48. Au début: le circuit parallele entre la borne 48 et la masse passant par la résistance R20 et la diode Zener Z13 n'influence pas la tension de la borne 45 car la diode Zener est bloquée. Comme la tension de la borne 48 augmenter l'augmentation correspondante de la tension de la borne 47 atteint en définitive le niveau de claquage de la diode Zener Z13 Dès que la borne 47 atteint ce niveau, la diode Zener maintient la borne 47 à sa tension de claquage De plus on a maintenant une chute de tension aux bornes de la résistance R20. Comme la diode Zener Z13 est conductrice, la tension de la borne 48 dépasse la tension de la borne 47 d'une tension correspondant à la chute aux bornes de la résistance R20 La tension d'alimentation 17 est notablement plus importante que la tension de claquage de la diode Z13 En consé- quence comme le condensateur C13 continue à se charger, la tension de la borne 48 continue d'augmenter comme la tension de la borne 45 jusqu'à ce que la tension de la borne 45 dépasse la tension de la borne 47 A ce moment, l'amplificateur A2 qui fournissait au préalable un signal de sortie OUVERT correspondant sensiblement au potentiel de masse, fournit maintenant un signal de sortie FERME qui appliqué au commutateur 13B par la résistance R13 rend conducteur l'amplificateur de commutation en montage Darlington A ce moment, le circuit de charge du condensateur C13 est réellement shunté à la masse à travers l'impédance très faible du transistor de sortie du circuit 13B. La charge précédemment stockée dans le condensateur C13 maintient le transistor Qll conducteur et l'amplificateur A2 en état de fonctionnement pour donner un signal de manoeuvre FERME Toutefois, la charge du condensateur C13 se dissipe lentement et en même temps le potentiel de la borne 45 diminue progressivement pour revenir en-dessous du potentiel de la borne 47 qui reste à la tension de claquage de la diode Zener Zl3. Lorsque la tension de la borne 45 chute en-dessous de celle de la borne 47, l'amplificateur A2 se bloque et son signal de sortie arrive pratiquement au potentiel de masse si bien que le commutateur 13B commute à l'état ouvert I1 en résulte un court intervalle OUVERT (figure 4 pendant lequel le condensateur C13 se recharge à un niveau tel que la tension de la borne 46 dépasse de nouveau celle de la borne 47 lorsque le commutateur de commande revient à l'état fermé Ainsi, le signal de sortie, FERME, du circuit de manoeuvre de commutateur 21B correspond de nouveau à celui représenté à la figure 4 c'està-dire l'état de fonctionnement initial du circuit de manoeuvres correspondant à un commutateur de commande 40 travaillant comme commutateur normalement fermé. Pour ouvrir le commutateur de commande 40. il est nécessaire de maintenir la tension de la borne 45 du circuit de manoeuvre 21B en-dessous de la tension de la borne 47 Pour cela la sortie du circuit de manoeuvre 21B correspond au signal OUVERT de la figure 4 Ce résultat s'obtient par le circuit de seuil 12B et la connexion entre ce circuit et le circuit de manoeuvre 21B est établie par la diode D14 Lorsque le commutateur de commande 40 est d'abord mis en oeuvre et que l'arbre 19 est immobiles la borne 46 reçoit un signal d'entrée constant fourni par la source réglée donnée par le circuit 22B, la ligne 43 et le diviseur de tension R14, R15. I1 n'y a pas de signal d'entrée efficace pour l'autre borne 42 de l'amplificateur AI En fait, la borne de sortie 49 de l'ampli ficateur Al reste la tension d'alimentation de la ligne 43 du fait de l'existence de la résistance de liaison R17 ; tout passage de courant entre la borne 45 et la borne 49 à travers la diode D14 est ainsi interdit Lorsque l'arbre 19 commence à tourner: par exemple lors du démarrage du véhicule, un signal d'entrée positif est appliqué à la borne 42 de l'amplificateur Al à travers le redres seur formé par la doubleur de tension D111 D12 la tension appliquée augmentant avec l'augmentation de la vitesse Lorsque la tension de la borne 42 atteint le même niveau que la tension de la borne 46, la borne de sortie 49 de l'amplificateur Al passe pratiquement au potentiel de masse Cela permet le passage d'un courant de la borne 45 à travers la diode D14 vers la borne 49 de sorte que la borne 45 est également mise pratiquement au potentiel de masse Cela maintient l'amplificateur A2 en état de fonctionner et dans ce cas le signal de sortie est essentiellement celui de la masse, (signal COUVERT, figure 4) mettant le commutateur 13B à l'état "ouvert" Au début, la tension de la borne 46 du circuit de eeuil 12B est fixe puisque la tension de la ligne 43 est bien réglée par le circuit d'alimentation/stockage 22B. Lorsque la tension de la borne de sortie 49 de l'amplificateur augmente, la résistance de réaction R16 provoque une certaine augmentation du potentiel de la borne 46 I1 en résulte un effet d'hystérésis. limité dans le fonctionnement du circuit de seuil 1213 Comme dans le mode de réalisation décrit précédemment le circuit de seuil 12B présente une temporisation de mise en oeuvre qui, dans ce cas est déterminée par des paramétres choisis pour le condensateur C12 et la résistance R13 L'utilisation d'un doubleur de tension Dll, D12 augmente la sensibilité du circuit de seuil La résistance réglable R12 assure une commande efficace de la vitesse critique du commutateur de commande 40 Cet élement de circuit réglable permet de régler la commande pour fonctionner à des vitesses critiques partant de 500 tours par minute et arrivant jusqu' deux tours par minute ou même moins, sans nécessiter de modification des autres composants du circuit. De plus comme indiqué ci-dessus, le circuit de commande 40 de la figure 3 n'est pas particulièrement sensible à la charge Une diminution de la résistance de charge RL, ou de toute autre modification de charge se traduit par une augmentation de courant de charge diminuant simplement la durée T2 des courts intervalles OUVERT du signal de sortie FERME du circuit de manoeuvre 21B (figure 4) Si la structure du circuit est correcte. avec un temps de charge approprié pour le condensateur C13, pour des courants de charge relativement importants, le circuit fonctionne dans une plage étendue de variations de courant de charge, sans difficulté I1 peut également y avoir des variations de la période totale Tl des impulsions d'intervalle OUVERT, récurrentes du signal de sortie FERME du circuit de manoeuvre 21B il s'agit toutefois là d'un simple moyen pour maintenir la fréquence des impulsions OUVERT à un niveau suffisamment élevé pour ne pas influencer le fonctionnement du dispositif de sécurité de charge 18. I1 est à remarquer que le commutateur de commande 40 peut être transformé d'un commutateur normalement fermé tel que représenté en un commutateur normalement ouvert, simplement en inversant les connexions du circuit sur les bornes d'entrée 42, 46 de l'amplificateur Al.. Les paramètres caractéristiques du commutateur de commande 40 (figure 3) pour fonctionner avec une alimentation de 6 à 40 volts continus et un courant de charge maximum de cinq ampères et une plage de vitesses critiques allant de 2 à 500 tours par minute, sont consignés dans le tableau IV ci-après Il est clair que les paramètres de ce tableau et des tableaux précédents ne constituent qu'un exemple non limitatif de l'invention. TABLEAU IV R10 270 SL ohms Rîl 10K $~ ohms R12 (réglable) 1 megohm R13 220 Kilohms R14 15 Kilohms R15 18 Kilohms R16 22 Kilohms TABLEAU IV (suite) R17 10 Kilohms R18 1,2 Kilohms Rl9 12 Kilohms R20 1 Kilohm R21 10 Kilohms Cîl 0,1 microfarad C12 1 microfarad C13 6,8 microfarad Z11 5,1 volts Z12 6,2 volts Z13 3,6 volts D4 Diode 1 ampère D11 Diode 1 ampère D12 Diode 1 ampère D13 Diode 1 ampère D14 Diode 1 ampère 13A 2N6385 Al, A2 LM358 R EV EN D I C A~T I O~N S 10) Commutateur de commande de vitesse de précision à deux bornes mis en oeuvre par les variations de la vitesse de rotation d'un arbre1 commutateur destiné à travailler dans une plage étendue de vitesses, dont la limite inférieure correspond à l'ordre de dix tours par minute, commutateur caractérisé en ce qu'il se compose d'un générateur alternatif fractionné susceptible d'être relié à l'arbre tournant pour créer un signal alternatif dont l'amplitude varie avec les variations de la vitesse de l'arbre un circuit de seuil relié au générateur pour créer un premier et un second signal de seuil dont l'un indique que le signal alternatif d'entrée dépasse un seuil donné correspondant à la vitesse critique de l'arbre et que l'autre indique que le signal alternatif d'entrée est inférieur à une amplitude de seuil, un circuit de manoeuvre de commutateur couplé au circuit de seuil pour créer des signaux de manoeuvre de commutateur FERME-OWERT correspondant respectivement au premier et au second signal de seuil, le signal OWERT étant un signal continu, permanent et le signal FERME étant un signal continu semi-permanent à cycle de travail élevé comportant des intervalles OUVERT, récurrents, de courte durée, ainsi qu'un commutateur réalisé en technique état solide ayant deux bornes de commutation reliées en série à une alimentation externe dans un circuit de mise en oeuvre d'une charge commandée, une entrée de manoeuvre étant reliée au circuit de manoeuvre du commutateur, ce circuit de commutateur pouvant etre mis en oeuvre à l'état "fermé' dans lequel l'impédance entre les bornes du commutateur est très faible par suite d'un signal de manoeuvre de commutateur FERME , et un état ouvert dans lequel l'impédance entre les bornes du commutateur est très élevée. par suite d'un signal de mise en oeuvre de commutateur OWERT, et enfin un circuit alimentation/stockage d'énergie branché en parallèle sur les bornes du commutateur et assurant une alimentation pour le circuit de seuil et le circuit de manoeuvre du commutateur et comportant un dispositif de stockage qui se recharge dans les intervalles pendant lesquels le circuit de commutation est ouvert' 20) Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de manoeuvre est un déclencheur de monostable ayant un cycle de travail de l'ordre de 95% et plus 30) Commutateur selon la revendication 1. caractérisé en ce que le circuit de manoeuvre est formé d'un amplificateur mis en oeuvre par le niveau de charge d'un dispositif de stockage faisant partie du circuit alimentation/stockage. 40) Commutateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de manoeuvre est formé d'un amplificateur opérationnel ayant une entrée inversée et une entrée non inversée, une entrée de l'amplificateur étant reliée à un diviseur de tension donnant une tension d'entrée proportionnelle à la charge du dispositif de stockage du circuit alimentation/stockage et l'autre entrée de l'amplificateur étant reliée à un circuit de blocage donnant une tension d'entrée limitée à une valeur maximale. prédéterminée. 50) Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de seuil est formé d'un amplificateur dont la sortie est reliée à l'une des entrées du circuit de manoeuvre suivant une connexion qui maintient l'une des entrées du circuit de manoeuvre à un niveau de référence chaque fois que des signaux de seuil sont appliqués. 60) Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation et de stockage donne une sortie réglée en tension, et le circuit de seuil est formé par un amplificateur opérationnel ayant une entrée inversée et une entrée non inversée, une entrée de l'amplificateur étant couplée au générateur par un redresseur et l'autre entrée de l'amplificateur étant reliée à la sortie réglée du circuit d'alimentation/stockage par un circuit de référence dans lequel une variation entre le fonctionnement du commutateur à l'état normalement fermé et à ltétat normalement ouvert se fait en interchangeant les connexions d'entrée de l'amplificateur opérationnel. 70) Commutateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le redresseur du circuit de seuil comporte un circuit de temporisation pour retarder la commutation du circuit de commutation lors de la décélération du générateur à une vitesse inférieure à la vitesse critique. 80) Commutateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le redresseur du circuit de seuil comprend une impédance réglable modifiant la vitesse critique de la commande dans une plage de vitesses, étendue.