Brevet FR2456424A1 — publié le 19801205

L'invention est relative aux commandes électriques linéaires à courant continu. L'invention peut avantageusement être appliquée dans le domaine électro-technique pour l'entraînement de divers équipements, notamment de génie chimique tels que les centrifugeuses, les séparateurs, les filtres, les séchoirs à tashoue, les malaxeurs, etc. L'invention est également applicable au matériel roulant des chemins de fer. De façon générale, des machines technologiques sont fré- querment entraînées, å l'heure actuelle, par les moteurs asynchrones. La commande, utilisée à cette fin, comporte un organe de travail, une charge mécanique, une transmission par engrenages ou par courroies, des accouplements, des variateurs, un moteur d'entraînement et des appareils de régulation. Une commande de ce genre présente des surfaces de frottement dans les accouplements, les roulements, les pignons de réducteur, c'est-à-dire des orga nes dont l'usure provoque des défaillaùces 1 - et, par conséquent, nécessite des réparations tout en étant une source de bruit permanente. On cherche donc actuellement à limiter l'accroissement des puissances unitaires des machines, du fait des difficultés qu'il y a pour réaliser des commandes développant de grandes puissances en l'absence de réducteurs et d'accouplements adaptés à de telles puissances élevées. I1 existe, par ailleurs, un problème pour assurer l'é étanchéité d'équipements fonctionnant sous pression et comportant un organe de travail tournant entraîné par un moteur électrique avec interposition de différents dispositifs d'étanchéité qui ne permettent généralement pas de rendre suffisamment étanches les équipements en question. Pour tenter de trouver une solution partielle au problème indiqué ci-dessus, on peut avoir recours, en tant que commande, à des moteurs électriques asynchrones équipés d'un stator à écran, ce qui permet de remplacer les dispositifs d'étanchéité de l'organe de travail tournant par un dispositif d'étanche'ité statique. Cette solution permet d'obtenir une étanchéité beaucoup plus fiable, mais par contre, elle n'assure pas un fonctionnement stable du moteur électrique asynchrone, vu l'échauffembnt excessif de son enroulement statorique dû aux pertes dans la cartouche-écran. De plus, cette solution ne permet pas une régulation efficace de la vitesse de rotation. Parmi les autres problèmes inhérents à ce genre d'installations, il y a celui qui consiste à décharger les stations de base ayant des équipements technologiques à tambours tournants, ce qui entraîne de grandes cotes d'encombrement des tambours tournants et, par conséquent, une masse très importante desdits tambours. Afin de résoudre les problèmes mentionnés précédemment et liés à l'emploi de commandes équipant des matériels à organes tournants, on a été conduit à utiliser comme commande un moteur électrique linéaire, c'est-à-dire un moteur dépourvu de contacts et pouvant assurer, sans réducteur, la rotation de l'organe tournant dans un champ magnétique. Une commande de ce type permet de réunir de façon organique l'organe de travail tournant d'un matériel technologique et le rotor d'un moteur électrique, du fait que l'on utilise comme rotor l'organe de travail tournant dans un champ magnétique. On connaît une commande électrique faisant appel à un moteur asynchrone linéaire. Ledit moteur électrique comporte un inducteur (stator) à enroulements constituant la partie primaire, et une partie secondaire constituée par l'induit du moteur et disposée avec un entrefer par rapport à la susdité partie primaire. La mise sous tension d'une telle commande fait apparal- tre dans les enroulements de la partie primaire du moteur un courant électrique et un champ magnétique glissant qui, grâce à l'induction électromagnétique, coopère avec la partie secondaire et donne naissance à un effort de déplacement réciproque dans le sens longitudinal. Si la partie primaire du moteur est immobilisée, la partie secondaire de ce moteur effectuera un mouvement de translation avec une vitesse qui est légèrement inférieure (à cause du glissement électrique) à la vitesse synchrone du champ magnétique glissant. Les caractéristiques essentielles de ce moteur asynchrone linéaire sont les suivantes : un glissement électrique élevé (0,2-0,3), un rendement faible, des paramètres critiques du moteur vis-à-vis de la valeur de l'entrefer, de même qu'une dépendance importante entre l'effort de traction et la tension du secteur. I1 y a lieu de noter qu'il est nécessaire que la partie secondaire du moteur électrique soit réalisée avec du métal non ferreux, ce qui rend difficile l'utilisation de ce moteur électrique pour la commande d'équipements destinés à l'industrie chimique. Par ailleurs, il est surtout intéressant d'utiliser ces moteurs électriques pour des vitesses de déplacement élevées, ce qui réduit leur champ d'application. De plus, pour de tels moteurs électriques, le problème d'une régulation efficace de la vitesse de déplacement n'a pas encore été résolu. Ces inconvénients, de même qu'une rigidité insuffisante du moteur asynchrone linéaire, font que l'utilisation d'un tel moteur en tant que commande de matériel technologique ne parait plus avantageuse. On connaît aussi une commande électrique linéaire à courant continu comportant un moteur électrique linéaire à courant continu doté d'un inducteur comprenant un enroulement logé dans les rainures de l'inducteur et groupe en m sections identiques avec au moins une prise intermédiaire, et d'un induit à dents constituant un circuit magnétique à pôles de nom contraire alter nas dans le sens de mouvement.Cette commande comporte un commutateur commandé par des signaux électriques en fonction de la disposition réciproque de l'induit à dents et de l'inducteur et comportant m unités de commutation de puissance dont chacune comprend : une paire d'éléments de commutation qui définissent la direction du courant dans la section et sont réunis, par leurs prises de même nom, en un point commun, et par les autres prises, aux prises de la section correspondante -; et au moins une paire d'éléments de commutation qui relient les sections se trouvant en regard des pôles à la source d'alimentation du circuit de l'inducteur, et Es sections se trouvant entre les pôles à la source d'alimentation du circuit d'excitation, ces derniers éléments de commutation étant réunis par leurs prises de même nom en un point commun branché sur la prise correspondante de la section et, par leurs autres prises, aux pôles de même nom des sources d'alimentation du circuit d'inducteur et du circuit d'excitation. Les pôles de nom contraire desdites sources d'alimentation sont réunis à un bus commun. L'ensemble est complété par une logique disposant de n voies de commande, dont le nombre est proportionnel au nombre d'unités de commutation de puissance et dont chacune utilise un amplificateur relié électriquement par son entrée à la sortie correspondante de l'unité de commande commune pour toutes les voies de commande, et reliée électrique ment par sa sortie aux prises de commande des éléments de commutation faisant partie de l'unité de commutation de puissance correspondante. La commande électrique décrite précédemment prévoit une régulation de vitesse de déplacement de l'induit par rapport à l'inducteur à l'aide de potentiomètres montés dans les circuits d'inducteurs et d'excitation, ce qui limite le rendement du moteur électrique, diminue la rigidité de la caractériqtique mécanique et rend plus faible la puissance du moteur électrique. Par ailleurs, la vitesse de ce moteur électrique est insuffisante, ce qui réduit son champ d'application. Cette vitesse insuffisante est due au fait qu'en raison du fonctionstement à partir d'une source de courant continu, le blocage de chaque élément de commutation (thyristor) nécessite la présence dans cet élément de commutation d'un thyristor d'extinction supplémentaire.Lorsque le moteur électrique est alimenté par une source de courant alternatif, la rapidité de commutation dépend de la fréquence du secteur. Dans la commande.électrique décrite ci-dessus, l'information concernant la position relative de l'induit à dents et de l'inducteur est fournie par des capteurs de position dont la quantité est définie par le nombre de sections qui existent dans le moteur. Les capteurs de position étant très nombreux, des difficultés d'exploitation apparaissent et, notamment, au niveau de la maintenance du moteur électrique qui est entravé de fils passant dans tous les sens. Les capteurs de position très nombreux sont à l'origine d'une faible fiabilité du commutateur. L'invention a donc principalement pour objet de procurer une commande électrique linéaire à courant continu, dans laquelle la commutation forcée des sections dans le moteur électrique, s'opérant à une fréquence proportionnelle à la vitesse linéaire de mouvement, puisse assurer une rapidité élevée et une bonne fiabilité de la commande électrique linéaire, un accroissement de la puissance accompagné d'un élargissement de la plage de réglage de la vitesse de déplacement, une amélioration de rendement,et une augmentation de la rigidité de la caractéristi- que mécanique. La commande électrique linéaire, selon l'invention, comporte : un moteur électrique linéaire à courant continu doté d'un enroulement, logé dans les rainures d'un inducteur et groupé en m sections identiques avec au moins une prise intermédiaire, et d'un induit à dents constituant un circuit magnétique à pôles de nom contraire alternés dans le sens de mouvement ; un commutateur commandé par des signaux électriques en fonction de la position relative de l'induit à dents par rapport à l'inducteur et comprenant m unités de commutation de puissance dont chacune comporte une paire d'éléments de commutation définissant la direction du courant circulant dans la section et qui sont réunis par leurs prises de même nom en un point commun et par leurs autres prises aux prises de la section correspondante, et au moins une paire d'éléments de commutation qui relient les sections se trouvant en regard des pôles à la source d'alimentation du circuit d'inducteur et les sections se trouvant entre les pôles à la source d'alimentation du circuit d'excitation, alors que ces derniers éléments de commutation sont réunis, par leurs prises de même nom, en un point commun branché sur la prise correspondante de la section et, par leurs autres prises, aux pôles de même nom des sources d'alimentation du circuit d'inducteur et du circuit d'excitation, les pôles de nom contraire desdites sources d'alimentation étant réunis sur un bus commun ; et une logique disposant de n voies de commande, dont le nombre est proportionnel au nombre d'unités de commutation de puissance et dont chacune utilise un amplificateur relié électriquement, par son entrée, à la sortie correspnndante de l'unité de commande commune pour toutes les voies de commande et, par sa sortie, aux prises de commande des éléments de commutation faisant partie de l'unité de commutation de puissance correspondante ; la susdite commande électrique linéaire étant caractérisée en ce que chacune de m unités de commutation de puissance est constituée par une paire d'éléments de commutation supplémentaires reliés par leurs prises de même nom au bus commun alimentant le circuit d'inducteur et le circuit d'excitation ; un condensateur qui relie les autres prises de même nom des éléments de commutation formant la paire supplémentaire ; une résistance montée entre le point commun réunissant le condensateur et l'un des éléments de commutation de la paire supplémentaire, d'une part, et une source d'alimentation autonome, d'autre part, alors que le point commun réunissant l'autre élément de commutation de la paire supplémentaire et le condensateur est connecté au point commun regroupant les prises de la paire d'éléments de commutation qui déterminent la direction du courant circulant dans la section, tandis que chacune de n voies de commande faisant partie de la logique comporte un bloc de commutation logique relié électriquement par son entrée à la sortie correspondante de l'unité de commande et par une de ses sorties à l'entrée d'un amplificateur ; et des amplificateurs supplémentaires en nombre égal au nombre d'éléments de commutation supplémentaires, ces amplificateurs étant reliés par leur entrée à une autre sortie du bloc de commutation logique correspondant et par leur sortie aux prises de commande des éléments de commutation formant la paire supplémentaire. Il est avantageux, dans la commande électrique selon l'invention dont la logique du commutateur est reliée électriquement à un générateur d'impulsions, que l'unité de commande soit construite autour d'un distributeur d'impulsions à n positions, et qu'un capteur de vitesse à sortie fréquentielle du déplacement qu'effectue l'induit à dents du moteur électrique linéaire par rapport à l'inducteur soit relié électriquement à l'entrée du distributeur d'impulsions, le générateur d'impulsions étant relié électriquement à la même entrée du distributeur d'impulsions, tandis que le générateur d'impulsions est relié électriquement à cette même entrée du distributeur d'impulsions. Il est également avantageux que, dans la commande électrique, la logique du commutateur comprenne, en outre, au moins un circuit à retard comportant un élément à retard commandé connecté par son entrée à la sortie correspondante de l'unité de commande, et n portes "ET" dont certaines entrées sont reliées entre elles pour être branchées à la sortie de l'élément à retard commandé, chacune des autres entrées étant en liaison avec la sortie du bloc de commutation logique correspondant, et chaque sortie étant reliée à l'entrée de l'amplificateur prin cipal correspondant. La commande électrique linéaire à courant continu selon l'invention présente, entre autres avantages : une vitesse élevée grâce à un schéma de connexion choisi pour l'unité de commutation de puissance, ce qui a pour conséquence un élargissement de la plage de réglage de la vitesse de déplacement li néaire ; et une fiabilité plus importante en raison de la simplification de la logique du commutateur etde l'utilisation d'un capteur de vitesse à sortie fréquentielle du déplacement de l'induit à dents par rapport-à l'inducteur.Par ailleurs, le fait que la logique du commutateur comporte au moins un circuit à retard commandé permet d'accroître la puissance du moteur électrique jusqu'à une valeur qui n'est limitée que par la puissance des éléments de commutation, d'augmenter le rendement de la commande électrique, et deaxéliorer la rigidité de sa caractéristique mécanique L'invention sera mieux comprise encore à l'aide de la description qui suit de modes de réalisation préferés, mais non limitatifs, description se référant aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente le schéma organique dtun moteur électrique à courant continu selon l'invention équipé d'un com mutateur la figure 2 représente schématiquement un moteur électrique linéaire à courant continu selon l'invention ayant un enroulement bifonctionnel ;; la figure 3 représente le schéma électrique d'une unité de commutation de puissance selon l'invention la figure 4 représente le schéma électrique d'un autre mode de réalisation de cette unité de commutation de puissance la figure 5 représente le schéma électrique d'encore un autre mode de réalisation de l'unité de commutation de puissance la figure 6 représente le schéma électrique d'un commu tateur de la commande selon 11 invention la figure 7 représente le schéma électrique d'une logique de commutateur selon l'invention ; la figure 8, enfin, est un diagramme temporel illustrant la commutation des sections d'une commande à moteur électrique linéaire selon l'invention. La commande électrique linéaire à courant continu selon l'invention, illustrée figure a, comporte un moteur électrique linéaire à courant continu 1 et un commutateur 2 Le moteur électrique linéaire à courant continu 1 est constitué par un inducteur 3 muni d'un enroulement 4 logé dans ses rainures, et par un induit à dents 5 qui constitue un circuit magnétique à pôles de nom contraire alternés dans le sens du déplacement. L'enroulement 4, placé dans les rainures de l'inducteur 3, est réparti uniformément sur la longueur dudit inducteur 3 et est regroupé en m sections. En particulier, dans le mode de réalisation illustré, l'enroulement 4 est regroupé en six sections sur la longueur du pas de l'induit à dents 5 de façon qu'à tout instant trois sections se trouvent entre les pôles de l'induit à dents 5 (les sections, a, b, c, sur la figure 1) et trois sections se trouvent en regard des pôles de l'induit 5 (les sections d, e, f). Les sections a, b, c se trouvant à un instant donné entre les pôles de l'induit 5 remplissent les fonctions d'enroulement d'excitation du moteur électrique I et créent un flux magnétique qui se ferme à travers les pôles N, S (figure 2) de l'induit à dents 5.Les sections d, e, f se trouvant à un instant donné en regard des pôles de l'induit 5, remplissent les fonctions d'enroulement d'induit du moteur électrique à courant continu 1. L'interaction du flux magnétique d'excitation et du courant d'inducteur dans le moteur électrique 1 donne naissance à la force motrice du moteur électrique 1 qui fait déplacer l'induit 5 à une vitesse V. Etant donné que, lors du déplacement de l'induit à dents 5 par rapport à l'inducteur 3, les mêmes sections du moteur electrique 1 se trouvent à tour de rôle (avec une fréquence qui est proportionnelle à la vitesse V), soit entre les pôles, soit devant les pôles, de l'induit 5, elles doivent tout le temps, afin de maintenir la force motrice, permuter leurs fonctions (enroulements d'excitation et enroulements d'inducteur) selon leur position dans l'espace (moteur électrique linéaire à courant continu avec enroulement bifonctionnel), ce qui est assuré par le commutateur 2 (figure 1) qui est commandé par des signaux électriques portant une information sur la position relative de l'induit 5 par rapport à l'inducteur 3, le susdit commutateur 2 assurant les commutations respectives des sections du moteur électrique 1. Le commutateur 2 comporte m unités de commutation de puissance 6 (autant qu'il y a de sections dans le moteur électrique 1, c'est-à-dire que dans le cas illustré m . 6), dont les sorties sont raccordées aux prises des sections correspondantes du moteur électrique linéaire à courant continu, et une logique 7 à n voies de commande dont le nombre est proportionnel au nombre d'unités de commutation de puissance 6. De façon générale, le nombre de voies de commande n 3 m.Chaque voie de commande comporte un amplificateur 8 dont les sorties sont reliées aux entrées de commande de l'unité de commutation de puissance 6 correspondante, tandis que les entrées de l'amplificateur sont reliées électriquement à la sortie correspondante dune unité de commande 9 commune pour toutes les voies L'entrée de l'unité de commande 9 constitue en même temps l'entrée de commande du commutateur 2 ; elle accueille les signaux de position relative du rotor de l'induit à dents 5 par rapport à l'inducteur 3 du moteur linéaire à courant continu. Dans ce mode de réalisation, l'unité de commutation de puissance 6 (figure 3) comporte quatre paires d'éléments de commutation de puissance, constitués dans ce cas par des thyristors 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, de même qu'une résistance 18 et un condensateur 19. Les thyristors 10 à 15 sont montés en pont dont la diagonale présente une charge complexe Z sous forme d'une section correspondante du moteur électrique 1. Les thyristors 10, Il de la première paire, définissant le sens du courant dans la section, sont réunis par leurs anodes en un point commun, et,par leurs cathodes, ils sont reliés aux prises de la section correspondante, ces prises étant, dans ce cas, le début et la fin de la section correspondante.Les thyristors 12, 13 de la deuxième paire et les thyristors 14, 15 de la troisième paire, qui effectuent le branchement des sections se trouvant entre les pôles sur la source alimentant le circuit d'excitation et le branchement des sections se trouvant en regard des pôles sur la source alimentant le circuit d'inducteur, sont réunis uans chaque paire par leurs anodes en un point commun et sont reliés aux prises constituant le début (les thyristors 12, 13 formant la deuxième paire) et la fin (les thyristors 14, 15 formant la troisième paire) de la section, tandis que, par leurs cathodes, les thyristors de chaque paire sont connectés aux pôles de même nom de la source U1 du circuit d'inducteur (thyristors 12 et 14) et de la source U2 du circuit d'excitation (thyristors 13 et 15). Le couranttraversera la section lors du déblocage des thyristors qui sont insérés dans les bras opposés du montage en pont. Les sources U1, U2, destinées à alimenter le circuit d'inducteur et le circuit d'excitation du moteur linéaire à courant continu, sont réunies par leurs pôles sur un bus commun U relié au pont comportant les thyristors 10 à 15 par l'intermédiaire d'une quatrième paire (supplémentaire) de thyristors 16, 17 que l'on utilise pour la mise en service et la mise hors service (remise à zéro) de l'unité de commutation de puissance 6. Les thyristors 16 et 17 sont reliés par leurs anodes au bus commun U qui assure l'alimentation du circuit d'inducteur et du circuit d'excitation. La cathode du thyristor 16 est reliée au point commun réunissant les anodes des thyristors 10, 11 de la première paire, tandis que la cathode du thyristor 17 est connectée par l'intermédiaire de la résistance 18 à une source d'alimentation autonome U3.Entre les cathodes des thyristors 16, 17 formant la quatrième paire, est inséré un condensateur 19 qui, avec la résistance 18, assure une commutation très fiable de la quatrième paire de thyristors (les thyristors de shuntage n'apparaissent pas sur les figures). En vue d'améliorer les performances techniques et d'exploitation de la commande électrique, les enroulements du moteur électrique peuvent comporter au moins une prise intermédiai- re. Il existe différentes variantes de branchement de la deuxième et de la troisième paires de thyristors 12, 13 et 14, 15 aux prises de la section. Un deuxième mode de réalisation de l'unité de commutation de puissance 6 est illustré figure 4, et il diffère du précédent en ce que les points communs réunissant les anodes des thyristors 12, 13 constituant la deuxième paire et des thyristors 14, 15 formant la troisième paire, sont reliés aux deux prises intermédiaires de la section du moteur linéaire à courant continu. On a représenté figure 5 un troisième mode de réalisation de l'unité de commutation de puissance 6, ce mode de réalisation étant caractérisé par le fait que le point commun réunissant les anodes des thyristors 12, 13 de la troisième paire est relié au point médian de la section du moteur linéaire à courant continu. La figure 6 représente de façon précise le schéma d'un commutateur destiné précisément à un moteur linéaire à courant continu à six sections (mu6). Le commutateur est constitué par six unités de commutation de puissance 6 et par une logique 7 comportant n voies de commande, la formule choisie dans ce cas pour la logique 7 étant avec n=3 (deux fois moins que le nombre de sections dans le moteur linéaire à courant continu). Chaque voie de commande effectue la gestion de deux unités de commutation de puissance 6 et comporte un amplificateur 8 connecté par sa sortie aux entrées de commande des thyristors des unités de commutation d puissance 6 correspondantes, un amplificateur supplémentaire 20 dont les sorties sont reliées aux entrées de commande des thyristors 16, 17 formant la quatrième paire, et un bloc de commutation logique 21 dont l'entrée est reliée à la sortie correspondante de l'unité de commande 9 commune à toutes les voies de commande. La première sortie du bloc de commutation logique 21 est reliée à l'entrée de. l'amplificateur supplémentaire 20, tandis que la deuxième sortie du bloc de commutation logique 21 est reliée à l'entrée de l'amplificateur 8. Par ailleurs, le bloc de commutation logique 21 détermine la suite d'allumage des thyristors dans leurs deux unités de commutation de puissance 6 et il peut être organisé autour de distributeurs d'impulsions tels, par exemple, que des registres de dé- calage annulaires. Afin d'obtenir le mode de fonctionnement souhaité des voies de commande, c'est-à-dire la suite de connexions des unités de commutation de puissance 6, on fait l'usage de unité de commande 9 qui utilise un distributeur 22 d'impulsions à n positions (en ltoccurrence n n 3), dont la sortie de: chaque position est reliée à l'entrée du bloc de commutation logique 21 correspondant au numéro de position que porte la voie de commande. Un capteur de vitesse à sortie fréquentielle 23 fournit les informations sur le déplacement de l'induit à dents 5 (figure 1) du moteur électrique 1 par rapport à l'inducteur 3. Ce capteur est relié électriquement à 11 entrée du distributeur d'impulsions 22 (figure 6). A la même entrée du distributeur 22 est reliée électriquement la sortie d'un générateur d'impulsions 24. Ce mode de réalisation de la commande électrique constitue l'une des solutions que l'on peut adopter pour le schéma de unité de commande 9 (figure 7),dans laquelle l'entrée du distributeur d'impulsions 22 est reliée à la sortie d'une porte "OU" 25 dont les entrées sont connectées, par l'intermédiaire de portes "ET" 26 et 27, respectivement aux sorties R - S, directe et d'inversion, d'une bascule 28. La deuxième entrée de la porte "ET" 26 est reliée à la sortie du capteur à sortie fréquentielle 23 et à l'entrée S de la bascule 28, et la deuxième entrée de la porte "ET" 27 est connectée à la sortie du générateur d'impulsions 24. En vue d'améliorer les caractéristiques de régulation de la commande électrique proposée, la logique'7 du commutateur comporte au moins un circuit à retard monté entre l'unité de commande 9 et les amplificateurs principaux 8, ce circuit étant constitué par un élément à. retard et n portes "ET". C'est ainsi, par exemple, que dans le mode de réalisation en question, la logique 7 du commutateur possède deux circuits à retard. Le premier circuit à retard est constitué par un élément à retard commandé 29 dont l'entrée est reliée à la sortie de la porte "ET" 26 et par n portes "ET" 30. Les premières entrées des portes "ET" 30 sont réunies entre elles et communiquent avec la sortie de l'élément à retard régulé 29. Les secondes entrées des portes "ET" 30 sont reliées aux sorties correspondantes des blocs de commutation logique 21 de leur voie de commande, tandis que les sorties des portes "ET" 30. sont en liaison avec les sorties des amplificateurs principaux 8 correspondants. Le second circuit à retard, analogue au premier, comporte un élément commandé i retard 31 dont l'entrée est également reliée à la sortie de la porte "ET" 26, et aussi n portes "ET" 32. Les premières entrées des portes 'ET" 32 sont réunies entre elles et sont connectées à la sortie de l'élément à retard régu l 31. Les secondes entrées sont reliées aux sorties correspondantes des blocs de commutation logique 21 de leur voie de commande, tandis que les sorties sont raccordées aux entrées des amplificateurs principaux 8 correspondants. Afin de mieux faire comprendre le fonctionnement de la commande électrique proposée, la figure 8 représente un diagramme de commutation des six sections d'un moteur électrique ayant un enroulement bifonctionnel. On a porté sur l'axe des abscisses de ce diagramme, le temps, et sur l'axe des ordonnées les tensions commutées U, Ubt Uc, Ud, Ue, Uf correspondant respectivement aux sections a, b, c, d, e, f. Le fonctionnement de la commande électrique linéaire à courant continu venant d'être décrite s'effectue de la façon suivante. A l'instant qui correspond à une position relative donnée de l'induit à dents 5 par rapport à l'inducteur 3, les sections a, b, c, du moteur électrique 1 doivent, pour engendrer un effort de traction, remplir les fonctions d'enroulements d'excitation grâce au commutateur 2, tandis que les sections d, e, f doivent remplir les fonctions d'enroulements d'inducteur. A cet effet, sur l'injonction des signaux électriques de position relative de l'induit à dents 5 par rapport à l'inducteur 3 et à l'aide des unités de commutation de puissance 6, la logique 7 du commutateur 2 met les sections a, b, c sous la tension U2 débitée par la source alimentant le circuit d'excitation, et les sections d, e, f sous la tension U1 fournie par la source alimentant le circuit d'inducteur. Les signaux électriques caractéristiques de la position relative de l'induit à dents 5 par rapport à l'inducteur 3 du moteur électrique 1 viennent s'appliquer sur l'entrée de l'unité de commande 9 qui met en marche les unités de. commutation de puissance 6 par l'intermédiaire des amplificateurs 8 correspondants, de façon à faire passer le courant par les enroulements 4 dans le sens nécessaire pour la position qu'occupent l'induit à dents 5 et l'inducteur 3. Il en est de même sur toute la longueur de l'inducteur 3 du moteur électrique 1. Toutes les sections se trouvant en regard des pôles de l'induit 5 sont des enroulements d'inducteur et celles qui se trouvent entre les pôles deviennent des enroulements d'excitation.Les sections connectées à l'excitation (y compris les sections a, b, c) créent un flux magnétique qui se boucle par les pôles N, S (figure 2), par le dos de l'induit à dents 5 et par les dents et le dos de l'inducteur 3. L'interaction entre ce flux magnétique qui traverse les sections devenues enroulements d'inducteur du moteur électrique 1 (y compris les sections d, e, f) et le courant d'inducteur donne naissance, dans ces sections, à un effort de traction qui fait déplacer l'induit à dents 5 avec une vitesse V. Quand l'induit à dents 5 se déplace de la distance d'une dent de l'inducteur 3, il faut,pour maintenir l'effort de traction, que la section qui arrive tout de suite après change de fonction. C'est ainsi, par exemple, que la section "a" devient un enroulement d'inducteur, car elle s'est trouvée vis-à-vis du pôle, et la section "d" devient un enroulement d'excitation, car elle a "quitté le pôle. Lorsque l'induit à dents 5 se déplace d'un pas (une dent d'inducteur 3), l'entrée de la logique 7 du commutateur 2 reçoit les signaux électriques concernant les modifications intervenues dans la position relative de l'induit à dents par rapport à l'inducteur 3 et l'unité de commande 9, par l'intermédiaire des amplificateurs 8, assure la connexion des unités de commutation de puissance 6 se rapportant aux sections qui changent de fonction pour ce pas (dans le cas en question, ce sont les sections "a" et nid"). Lors du déplacement suivant de l'induit à dents 5 par rapport à l'inducteur 3, le commutateur 2 effectue la commutation des sections suivantes du moteur électrique 1 en vue de maintenir l'effort de traction et, par conséquent, la vitesse linéaire V de déplacement. Avec les connexions (commutations) des sections lors du déplacement de l'induit à dents 5 (ou de l'inducteur 3), on arrive à obtenir au voisinage des pôles un champ magnétique de valeur et de sens constants et, par suite, une direction constante du courant de 1'inducteur pour engendrer l'effort de traction nécessaire. Or, les mêmes sections du moteur électrique 1 changent à tour de rôle de fonction, conformement à leur disposition par rapport aux pôles de l'induit à dents 5 et remplissent à divers intervalles de temps les fonctions, soit d'enroulements d'excitation, soit d'enroulements d'inducteur. C'est pourquoi ce moteur est qualifié de moteur électrique linéaire à courant continu avec enroulement bifonctionnel. La figure 8 fait apparaître un exemple de diagramme de connexions des sections d'un moteur linéaire à courant continu ayant six sections (m P 6) dont il est question dans ce mode de réalisation. Le diagramme illustre les variations de la tension, apparaissant sur les sections a, b, c, d, e, f, du moteur linéaire à courant continu en fonction du déplacement de l'induit à dents 5 (figure 1), à partir de sa position initiale, marquée sur les figures 1, 2 (instant "O"sur le diagramme). Pendant les déplacements du moteur électrique 1, l'unité de commande 9 du commutateur 2, sous l'effet des signaux fournissant l'information sur la position relative de l'induit à dents 5, par rapport à l'inducteur 3, détermine les instants voulus pour la commutation des sections, de même que l'état précis du diagramme (figure 8) de commutations des sections qui correspond à une position relative donnée. De plus, l'unité de commande 9 met s9uN la tension de polarité nécessaire les sections voulues en utilisant, à cet effet, les unités de commutation de puissance 6. par ailleurs, il faut tenir compte du fait que d'après le diagramme de commutations des sections lors du déplacement de l'induit à-dents 5, chaque section est mise sous la tension des deux sources différentes U1, U2 alimentant le circuit d'inducteur et le circuit d'excitation, en prenant les deux polarités de chacune de ces sources d'alimentation afin d'assurer le sens nécessaire du courant qui parcourt les enroulements 4 du noteur électrique 1. Cette commutation se fait à l'aide d'unités de commutation de puissance 6, qui assurent la connexion de chacune de leurs sections aux sources U1 (inducteur) et U2 (excitation), en respectant la polarité en vue obtenir dans la section un courant de sens et de valeur voulus.La commutation des sections se fait suivant les signaux provenant de la logique 7 (figure I) qui fait partie du commutateur 2. C'est ainsi, par exemple, qu'à un instant quelconque, le courant traversant la section Z (figure 3) va dans la direction : +Ul : thyristor 16 - thyristor Il - section Z - thyristor 14 - U1, ce qui signifie que cette partie de l'enroulement 4 (figure 1) se trouve en regard des pales de l'inducteur à dents 5 et remplit les fonctions d'enroulement d'inducteur. Dans ce cas, les autres thyristors 10 (figure3) 12, 13, 15 et 17 sont bloqués.Alors, le condensateur 19 de commutation se charge, en suivant le circuit U - thyristor 16 - condensateur 19 - résistance -18 - U3, de fa çon à obtenir à la sortie "Xn du condensateur 19, un potentiel positif et, par conséquent, à la sortie "yn, un potentiel négatif. Lorsque l'encoche séparant deux pales de l'induit à dents 5 (figure 1) s'approche de la section considérée, la logique 7 du commutateur 2 envoie un signal vers l'électrode de commande du thyristor 17 (figure 3) pour le rendre passant et le potentiel négatif du condensateur 19 ferme le thyristor 16 à travers le thyristor 17 conducteur, ce qui a pour conséquence le blocage des thyristors 11 et 14 et la mise hors tension de la section Z (remise à zéro totale de la section). En même temps, le condensateur commence à se charger avec le circuit : sU - thyristor 17 - condensateur 19 - thyristor il - section Z - thyristor 14 - U1, assurant la recharge du condensateur 19 ; on a alors un potentiel négatif au point "X" et un potentiel positif au point "Y". Ensuite, le signal de commande, retardé dans la logique 7 (figure 1) du commutateur 2, quitte l'amplificateur 8 et arrive aux gâchettes du thyristor 16 et d'autres thyristors, notamment 10 et 13, comme il ressort du diagramme des commutations de cette section donnée en fonction de la position de l'induit à dents 5. Le potentiel négatif du condensateur 19, en passant par le thyristor 16 conducteur, s'applique alors à l'anode du thyristor 17 pour le bloquer et le courant dans la section passe comme suit : +U - thyristor 17 - thyristor 10 - section Z - thyristor 13 - U2. Ceci étant, la section Z se trouve connectée à la source U2 alimentant le circuit d'excitation, et le courant qui y passe change de sens. Dans la suite, les commutations se font de manière analogue à ce qui vient d'être expliqué. Comme il a été déjà dit ci-dessus, la première paire de thyristors 10 (figure 3) est responsable du sens de courant traversant la section Z, la deuxième et la troisième paires de thyristors 12, 13 et 14, 15 déterminant la'naturé (fonction) de la section Z et connectant cette section Z soit à la source U1 alimentant le circuit d'inducteur, soit à la source U2 alimentant le circuit d'excitation (conformément au diagramme de la figure 8). La quatrième paire de thyristors 16, 17 permet d'obtenir une "remise à zéro" correcte de l'unité de commutation de puissance 6 avant toute commutation en vue d'éviter un court-circuit, surtout au moment où le courant change de sens. Le réglage de la vitesse V de déplacement de l'induit à dents S (figure 2) par rapport à l'inducteur 3 peut se faire par variation de la tension d'inducteur et d'excitation en utilisant à cet effet, par exemple, des rhéostats Dans certains cas, par exemple lorsqu'il s'agit de matériel chimique, il est nécessaire de n'avoir que quelques vitesses fixes, par exemple deux vitesses : une vitesse de base pour le procédé technologique et une vitesse auxiliaire pour les opérations annexes (nettoyage du matériel, lavage, etc.). Dans cette option,il est avantageux de prévoir dans l'enroulement 4 (figure 1) du moteur électrique 1, des prises intermédiaires et de connecter la deuxième et la troisième paires de thyristors 12 (figure 4), 13 et 14, 15 aux prises supplémentaires de la section Z.On peut alors, en utilisant une partie appropriée de la section, obtenir quelques (deux dans le cas envisagé) vitesses fixes du moteur électrique 1, sans pour autant compliquer la logique 7 du commutateur 2. Pour les puissances suffisamment élevées du moteur lectrique 1, il y a intérêt à éviter, dans la section, d'importants régimes transitoires (amplitudes et durées élevées), qui représentent une charge complexe avec une forte composante inductive et qui conduisent à une perte de rapidité des commutations et à la défaillance des thyristors en raison de grands appels de courant et de tension, surtout dans le mode de fonctionnement le plus difficile pour l'unité de commutation de puissance 6, à savoir celui d'un changement de polarité sur la charge Z complexe. Aussi est-il avantageux d'avoir recours aux sections du moteur électrique 1 ayant une prise au point médian, de même que de connecter la deuxième paire de thyristors 12 (figure 5) 13 au point médian de la section Z.Dans ces conditions, on ne fait l'usage, chaque fois, que d'une moitié de section (la moitié pour chaque polarité), dans laquelle le courant a toujours le même sens de circulation, ce qui atténue l'influence des régimes transitoires. L'examen du diagramme de commutation (figure 8) des sections du moteur linéaire à courant continu (il s'agit toujours du mode de réalisation à six sections) révèle deux particularités qui sont propres au processus de commutation des sections de la commande électrique. A chaque pas de commutation, il est indispensable de commuter en même temps deux sections du moteur linéaire à courant continu, mais chaque section doit être commutée d'après sa propre loi. Tous les douze pas, le diagramme de commutation des sections recommence. Les particularités de commutation indiquées précédemment des sections d'un moteur linéaire à courant continu ayant un enroulement bifonctionnel sont utilisées dans le fonctionnement du commutateur 2 (figure 1). Les impulsions produites par le détecteur de fréquence 23 (figure 6) de la vitesse de déplacement ae l'induit à dents 5 (figure 1), parviennent à l'unité de commande 9 (figure 6) qui définit la suite de commutations des sections a, b, c, d, e, f, c'est-à-dire la suite d'interventions des voies de commande. L'unité de commande 9 envoie des impulsions en série (avec une fréquence de parcours de positions du distributeur 22 d'impul-sions) qui sont accueillies par les blocs de commutation logique 21 de chacune des voies. Les blocs de commutation logique 21 effectuent la commutation des sections suivant leurs propres lois de commutation, conformément au diagramme (figure 8). Le bloc 21 (figure 6) de commutation logique fournit, par l'intermédiaire de l'amplificateur 8, des impulsions qui sont utilisées pour rendre conducteurs certains thyristors des unités de commutation de puissance 6. La particularité de fonctionnement d'un tel commutateur consiste en ce que chaque bloc de commutation logique 21 réalise la gestion de deux unités de commutation de puissance 6 se rapportant aux sections du moteur électrique qui doivent subir la commutation à un même instant (sections a - d, b - e, c - f). L'ordre des commutations des sections est le suivant : d'abord le bloc de commutation logique 21 effectue à travers l'amplificateur 20 une commutation forcée des unités de commutation de puissance 6, en utilisant pour cela les thyristors 16, 17 (figure 3) et en mettant à zéro, par conséquent, les sections correspondantes du moteur électrique ; ensuite, tout en respectant une temporisation égale ou légèrement supérieure à la durée des réglmes transitoires dans les sections, il assure l'amorçage des thyristors selon la loi de commutation que connaît le bloc de commutation logique 21 (figure 6), en reliant ainsi les sections du moteur électrique, soit à la source d'alimentation du circuit d'excitation, soit à la source d'alimentation du circuit d'inducteur, la polarité étant choisie correctement. L'amorçage des thyristors se fait par l'intermédiaire des amplificateurs 8. Les amplificateurs 20 et 8 sont destinés à amplifier les signaux et à séparer galvaniquement les circuits de puissance des circuits de commande. Dans chaque bloc de commutation logique 21 se trouve inscrit (par exemple à'laide de registres de décalage annulaires), un diagramme de commutations pour une section. La loi de commutations de chaque section étant analogue, les blocs de commutation logique 21 ont le même schéma. Ces lois de commutation sont décalées l'une par rapport à l'autre du nombre de pas qui est nécessaire pour chaque voie (de trois pas dans le mode de réalisation considéré). C'est ainsi que tout le diagramme de commutations des sections du moteur linéaire à courant continu est inscrit dans la logique 7 du commutateur. Etant donné le fait que le diagramme de commutations des sections représente une loi périodique avec une suite rigoureuse de connexions des sections, il devient, par conséquent, possible de faire usage dtun capteur de vitesse à sortie fréquentielle 23 débitant une impulsion 6- lectrique lors du passage devant chaque encoche d'inducteur (un pas de commutation), capteur sur les signaux duquel on peut commuter les sections du moteur linéaire à courant continu. Par ailleurs, au lieu d'employer de nombreux détecteurs de position de l'induit à dents 5 par rapport à l'inducteur 3 (dans le mode de réalisation en question on aurait besoin de douze détecteurs), le commutateur 2, conforme à l'invention, n'u- tilise qu'un seul capteur de vitesse à sortie fréquentielle 23 (figure 6), permettant de commuter les sections de façon synchrone à la vitesse V de déplacement de l'induit à dents 5. La difficulté qui se pose consiste à déterminer sans détecteurs de position la position initiale dans 11 espace des pôles de l'induit à dents 5 par rapport aux encoches et enroulements de l'inducteur 3. C'est pour cette raison, qu'au moment de la mise en marche du moteur, le commutateur 2 commence, à l'aide du générateur d'impulsions 24 (figure 6), à commuter de façon forcée les sections du moteur linéaire à courant continu suivant le diagramme déterminé par la logique 7 du commutateur en simulant le déplacement de l'induit à dents 5. Etant donné que les sections d'inducteur sont commutées suivant le diagramme de commutations de la figure 8 et que l'induit à dents 5 se trouve à l'état de repos, il arrive un moment où l'état des sections commutées ( un état parmi les douze dans le cas en question) correspond à la position relative de l'in- duit à dents 5 par rapport à l'inducteur 3 (moment de synchronisation). On supposera qu'à l'instant initial, il n'existe pas de déplacement relatif entre l'induit à dents 5 et l'inducteur 3. Le capteur de vitesse à sortie fréquentielle 23 (figure 7) ne fournit alors aucun signal. Au moment de la mise en route du moteur électrique avec le signal "marche", la bascule 28 effectue son basculement et rend conductrice la porte "ETn 27, à travers laquelle le générateur d'impulsions 24, qui joue le rôle de capteur à sortie fréquentielle, délivre des impulsions qui se présentent sur l'entrée du distributeur d'impulsions 22. La logique 7 commence à commuter les sections du moteur linéaire à courant continu en réalisant successivement toutes les variantes possibles du diagramme (figure 8) de commutations à la fréquence du générateur d'impulsions 24. A l'instant de la synchronisation (colncidence de l'état des sections commutées et de la position des parties du moteur linéaire à courant continu) apparaît un effort de traction qui fait déplacer l'induit à dents 5. Dès que l'induit à dents 5 se met en mouvement, le capteur de vitesse à sortie fréquentielle 23 (figure 7) commence à fonctionner et met la bascule 28 dans son second état stable, en bloquant la sortie du générateur d'im- pulsions 24 et en rendant conductrice la porte "ET" 26 à travers laquelle le capteur de vitesse à sortie fréquentielle 23 envoie ses impulsions sur l'entrée du distributeur d'impulsions 22 et commande le fonctionnement du commutateur. Les entrées des eléments à retard commandés 29, 31 re çoivent les impulsions en provenance de l'entrée de la porte OUn 25 à la fréquence du capteur de vitesse à sortie fréquentielle 23. Les impulsions, retardées dans les éléments 29, 31 rendent conductrices les portes "ET" 30, 32 à travers lesquelles les blocs de commutation logique 21 commandent les amplificateurs 8 pour amorcer les thyristors faisant partie des unités de commutation de puissance. Les thyristors sont excités avec une certaine temporisation, ce qui permet de régler la tension efficace du circuit d'inducteur et du circuit d'excitation, en utilisant à cet effet les éléments à retard 29, 31, c'est-àdire de commander la vitesse de déplacement de l'induit à dents 5 et d'améliorer sensiblement la rigidité de la caractéristique mécanique de la commande électrique, grâce à la variation de la durée de l'impulsion de commande par rapport à la temporisation de référence lors de la variation de la charge mécanique que subit le moteur électrique. La commande électrique linéaire à courant continu, objet de l'invention, se distingue des commandes antérieures par une grande rapidité due au schéma adopté pour l'unité de commutation de puissance, ce qui permet d'étendre la plage de réglage de la vitesse de déplacement linéaire. La commande électrique selon l'invention est d'une fiabilité élevée grâce à la simplification de la logique du commutateur et à l'utilisation d'un capteur de vitesse à sortie fréquentielle du déplacement de l'induit à dents par rapport à l'inducteur. Le fait que la logique du commutateur comporte au moins un circuit commande, à retard, permet d'accroitre la puissance du moteur électrique jusqu'à une valeur, limitée uniquement par la puissance des éléments de commutation (thyristors), de même que d'augmenter le rendement et d'améliorer la rigidité de sa caractéristique mécanique. Tous les avantages indiqués ci-dessus permettent d'améliorer sensiblement les caractéristiques techniques et d'exploitation de la commande électrique, de même que ses possibilités fonctionnelles. Comme il va de soi, et comme il résulte déjà d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.Commande électrique linéaire à courant continu, comportant un moteur électrique linéaire à courant continu doté d'un enroulement, logé dans les rainures d'un inducteur et groupé en m sections identiques avec au moins une prise intermédiaire, et un induit à dents constituant un circuit magnétique à pôles de nom contraire alternés dans le sens de mouvement ; un commutateur commandé par des signaux électriques en fonction de la position relative de l'induit à dents par rapport à l'inducteur et comprenant m unités de commutation de puissance dont chacune comporte une paire d'éléments de commutation définissant la direction du courant circulant dans la section et qui sont réunis par leurs prises de même nom en un point commun et par leurs autres prises aux prises de la section correspondante, et au moins une paire d'éléments de commutation qui relient les sections se trouvant en regard des pôles à la source d'alimentation du circuit d'inducteur et les sections se trouvant entre les pôles à la source d'alimentation du circuit d'excitation, alors que ces derniers éléments de commutation sont réunis, par leurs prises de même nom, en un point commun branché sur la prise correspondante de la section et, par leurs autres prises, au pôles de même nom des sources d'alimentation du circuit d'inducteur et du circuit d'excitation, les pôles de nom contraire desdites sources d'alimentation étant réunis sur un bus commun ; et une logique disposant de n voies de commande, dont le nombre est proportionnel au nombre d'unités de commutation de puissance et dont chacune utilise un amplificateur relié électriquement, par son entrée, à la sortie correspondante de l'unité de commande commune pour toutes les voies de commande et, par sa sortie, aux prises de commande des éléments de commutation faisant partie de l'unité de commutation de puissance correspondante, la susdite commande électrique linéaire étant caractérisée en ce que chacune de m unités de commutation de puissance est cons tituée par : une paire d'éléments de commutation supplémentaires reliée par leurs prises de même nom au bus commun alimentant le circuit d'inducteur et le circuit d'excitation ; un condensateur qui relie les autres prises de même nom des éléments de commutation formant la paire supplémentaire ; une résistance, montée entre le point commun réunissant le condensateur et l'un des éléments de commutation de la paire supplémentaire, d'une part, et une source d'alimentation autonome, d'autre part, alors que le point commun réunissant l'autre élément de commutation de la paire supplémentaire et le condensateur est connecté au point commun regroupant les prises de la paire d'éléments de commutation qui déterminent la direction du courant circulant dans la section, tandis que chacune de n voies de commande faisant partie de la logique comporte un bloc de commutation logique relié électriquement par son entrée à la sortie correspondante de l'unité de commande et par une de ses sorties à l'entrée d'un amplificateur ; et des amplificateurs supplémentaires en nombre égal au nombre d'éléments de commutation supplémentaires, ces amplificateurs étant reliés par leur entrée à une autre sortie du bloc de commutation logique correspondant et par leur sortie aux plises de commande des éléments de commutation formant la paire supplémentaire. 2. Commande électrique selon la revendication 1, dans laquelle la logique du commutateur est électriquement reliée à un générateur d'impulsions, caractérisée en ce que l'unité de commande est disposée autour d'un distributeur d'impulsions à n positions, qu'il est prévu un capteur de vitesse à sortie fréquentielle de déplacement de l'induit à dents du moteur électrique linéaire par rapport à l'inducteur, ledit capteur étant relié électriquement à une entrée du distributeur d'impulsions et le générateur d'impulsions étant relié électriquement à la même entrée du distributeur-dtimpulsions. Commande électrique selon Itune quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce quelea logique du commutateur comprend en plus, au moins un circuit à retard comportant un élément commandé à retard connecté par son entrée à la sortie correspondante de l'unité de commande, et n portes "ET" dont certaines des entrées sont réunies entre elles pour être branchées à la sortie de l'élément commandé à retard, chacune acs autres entrées étant en liaison avec la sortie du bloc de commutation logique correspondant,etchacue sortie étant reliée à l'entrée de l'amplificateur principal correspondant.