Brevet FR2471697A1 — publié le 19810619

La présente invention concerne un régulateur de vitesse pour moteurs à courant alternatif, par action à deux niveaux du courant moteur, avec branchement et coupure de l'alimentation par des moyens électroniques. Des régulations de vitesse sont connues, dans lesquelles l'ali- mentation est déterminée en fonction de l'indication d'un tachymètre. Le moteur est rebranché par exemple à la fin d'un temps de coupure prédéterminé par une minuterie (brevet de la République fédérale d'Allemagne n0 15 38 577). Des régulations de vitesse sont également connues dans lesquel- les la différence entre une tension délivrée par une dynamo tachymé- trique (tension instantanée, proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur) et d'une tension prédéterminée (tension de consigne) est formée afin de produire l'angle d'une commande par déphasage (brevet britannique n0 1 377 139). Une commande par déphasage est en outre connue, dans laquelle des trains d'impulsions délivrés par un trans- ducteur accouplé au moteur de commande et par un générateur de fré- quence de référence servent à la régulation de vitesse d'un moteur d'entraînement (demande de brevet de la République fédérale d'Alle- magne publiée sous le n0 12 89 871). L'invention repose sur un procédé différent, dans lequel le temps de rotation d'un angle déterminé du rotor du moteur à courant alternatif est détecté pendant chaque tour du rotor, puis comparé à un temps prédéterminé. Lorsque le temps nécessaire à cette rotation (temps instantané) est supérieur au temps prédéterminé (temps de consigne), l'alimentation du moteur est branchée ou maintenue. L'ali- mentation est coupée dans le cas contraire. L'invention vise à réaliser un régulateur de vitesse aussi simple que possible et constitué pour l'essentiel par des circuits intégrés, fournis par le commerce spécialisé dans le monde entier et permettant ainsi de constituer le montage avec une dépense minimale. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les temps instantanés de rotation du rotor du moteur d'un angle égal à un divi- seur entier de 2 n sont détectés pendant chaque tour du rotor, puis comparés à un temps de consigne prédéterminé, l'alimentation du moteur étant branchée quand le temps instantané détecté est supérieur au temps de consigne, puis maintenue jusqu'à ce que le temps instantané tombe audessous du temps de consigne. Des mesures de temps sont utilement effectuées à chaque tour complet du moteur. Il convient d'effectuer plusieurs mesures de temps pendant un tour du moteur pour obtenir une régulation de vitesse particulière- ment précise. Les angles de rotation pour les diverses mesures de temps sont fixés de façon que les temps partiels de balayage des divers angles de rotation soient constants quand la puissance motrice appliquée continûment est telle que la durée de tours complets suc- cessifs du moteur demeure constante. En vue de réaliser une mesure temporelle particulièrement simple, il convient d'adopter une somme constante (2 a, 360 ) des angles de rotation pour les diverses mesures de temps, c'est-à-dire un tour complet du moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, les angles de mesure se succèdent continûment. Selon une autre caractéristique de l'invention, la détection du temps instantané s'effectue à l'aide d'un ou plusieurs détecteurs de proximité inductifs, dont les impulsions sont appliquées à une bascule commandée par flanc, pour la comparaison des temps de con- signe et instantané. Selon une autre caractéristique de l'invention, le détecteur de proximité inductif est fixé sur la carcasse du moteur et des palettes métalliques, fixées aux limites de chaque angle de mesure sur le rotor, assurent son affaiblissement ou son excitation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le branchement et la coupure de l'alimentation sont assurés par des triacs ou des thyristors, auxquels un oscillateur activé par une bascule commandée par flanc délivre des impulsions d'amorçage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un régulateur selon l'invention et du dessin annexé sur lequel: la figure 1 représente le schéma synoptique du régulateur; et la figure 2 représente le chronogramme des signaux. Le tableau ci-après présente les modules du schéma synoptique de 2471 697 la figure 1. Les circuits de signal sont désignés par les lettres a, b, c, d, e, f. Description des divers modules 1) Circuit d'entrée avec détecteur de proximité (I+E) Un détecteur de proximité inductif I est fixé sur la carcasse (stator) du moteur pour la détection de la vitesse de rotation ins- tantanée (valeur instantanée). Une ou plusieurs palettes métalliques, fixées sur le rotor, amortissent le détecteur de proximité en passant devant sa surface de commutation active. Le circuit d'entrée E con- vertit les impulsions délivrées par le détecteur de proximité I à 0 V (niveau L) ou H V (niveau H), puis les délivre à la sortie E 4. Les fils de connexion du détecteur de proximité I font l'objet d'une surveillance de rupture. Un signal H est délivré à la sortie E 3 lors de la rupture d'un des deux fils. 2) Bascule à retard et commande par flanc (FF) La bascule FF est au repos quand l'émetteur de signal secteur NS applique un signal L à l'entrée FFS. La sortie FF-Q délivre un signal L. Un signal H étant appliqué à l'entrée FF-S, la bascule FF inverse le signal appliqué à FF-D, puis le délivre à FF-Q quand une impulsion positive atteint FF-CP. 3) Bascule monostable à commande par flanc et régénération du temps de propagation (MF) La sortie MF-Q délivre en permanence un signal H quand la bascule monostable n'est pas commandée. Lorsqu'une impulsion atteint l'entrée MF-A, le signal sur la sortie MF-Q passe de H à L, puis demeure appli- qué pendant un temps de propagation 1, déterminé par la tension de consigne appliquée par l'entrée MF-T. Le comptage temporel recommence quand une nouvelle impulsion atteint l'entrée NMF-A avant la fin de 1. 4) Oscillateur (Oz) Lorsqu'un signal L est appliqué à son-entrée Oz-1, l'oscillateur Oz délivre sur sa sortie Oz-2 un train d'impulsions d'amorçage à une fréquence d'environ 1 kHz. L'oscillateur ne délivre aucune impulsion quand un signal H est appliqué à l'entrée Oz-1. Désignation Sorties Entrées 1 Circuit d'entrée avec détecteur de proximité 2 Bascule à retard et commande par flanc 3 Bascule monostable a com- mande par flanc et régéné- ration du temps de propa- gation 4 Oscillateur Emetteur de consigne 6 Emetteur de signal secteur 7 Bloc de puissance de sortie 8 Bloc d'alimentation secteur I+E FF MF Oz P+ So NS LT N E-3, E-4 FF-Q rNF-Q Oz-2 So-1, So-2 NS-1 ' LT-2, LT-3 E-1, E-2 FF-S, FF-CP, FF-D bF-T, MF-A Oz-1 So-3, 'So-4, So-5 LT-1 M,43 P( Module ) L'émetteur de consigne (P+so) L'émetteur de consigne So délivre à la sortie So-2 une tension de consigne, continûment ajustable à l'aide du potentiomètre de con- signe P. Deux résistances variables fixent les limites supérieure et inférieure de réglage. Les fils de connexion du potentiomètre de consigne font l'objet d'une surveillance de rupture. Un signal H est délivré à la sortie So-1 lors de la rupture d'un des fils. 6) Emetteur de signal secteur (NS) Lorsque le bloc d'alimentation secteur N est mis sous tension, l'émetteur de signal secteur NS délivre un signal L sur la sortie NS- 1. Au bout de i s environ, le signal passe à l'état H et demeure jusqu'à la coupure du bloc d'alimentation secteur. 7) Bloc de puissance de sortie (LT) Le bloc d'alimentation secteur amplifie les impulsions délivrées par l'oscillateur Oz pour l'amorçage de triacs ou de thyristors. 8) Bloc d'alimentation secteur (N) Le bloc d'alimentation secteur N délivre la tension continue d'alimentation des modules électroniques 1-7. Le fonctionnement des divers modules est le suivant. Le chrono- gramme de la figure 2 est la représentation temporelle de la fonction des modules. On distingue les intervalles de temps suivants 1-2 branchement 23 croissance de la vitesse de rotation du moteur au-delà de sa valeur de consigne 3-4 décroissance de la vitesse de rotation du moteur au-dessous de sa valeur de consigne. Intervalle de temps 1-2 La mise sous tension s'effectue à l'instant la. NS-I délivre un signal L, appliqué à l'entrée FF-S (a). Un signal L est appliqué à la sortie FF-Q et à l'entrée Oz-1 (e). Oz-2 délivre des impulsions d'amorçage (fM. Par hypothèse, la surface de commutation active n'est pas amortie à l'instant la. E-4 délivre par suite un signal H à MF-A et FF-CP (b). MF-Q délivre à FF-D un signal L avec un temps de propagation 1 (d) L'amortissement de la surface de commutation active commence à l'instant lb (par le passage d'une palette métallique); E-4 délivre un signal L (b). L'amortissement cesse à l'instant lc; E-4 délivre de nouveau un signal H (b). A l'instant ld, MF-Q délivre de nouveau, avec un retard égal au temps de passage dans le module, un signal L d'une durée égale au temps de propagation 1 (instant le) (d). Intervalle de temps 2-3 1 seconde environ s'est écoulée à l'instant 2a. NS-1 délivre un signal H (a); à la fin de l'amortissement suivant (instant 2b), E-4 passe de nouveau de L à H et délivre ainsi un signal H (b). MF-Q délivre à l'instant 2c (avec de nouveau un retard égal au temps de propagation dans le module) un signal L de durée égale au temps de propagation 1 (d). Ce phénomène se répète jusqu'à ce que l'intervalle de temps séparant deux flancs positifs de E-4 soit infé- rieur au temps de propagation 1 (par accroissement de la vitesse de rotation du moteur). Cf. l'instant 2d, auquel un signal L à temps de propagation 1 est appliqué à MF-Q avec un retard égal au temps de passage. Avant la fin de 1, le signal sur E-4 passe de L à H, puis est transmis à FF-CP et MF-A (b). Un signal L demeure appliqué à FF-D jusqu'à l'instant 3, par suite du temps de propagation 1 de 4F. FF-Q passe de L à H (e); Oz-2 ne délivre aucune impulsion. Intervalle de temps 3-4 L'alimentation du moteur est interrompue; la vitesse de rotation du moteur commence à décroitre et décroît jusqu'à ce que l'intervalle de temps entre deux flancs positifs sur E-4 soit supérieur au temps de propagation 1 de MF; cf. instant 4. La vitesse du moteur croit de nouveau jusqu'à ce que l'intervalle de deux flancs positifs sur E-4 soit inférieur au temps de propagation de MF. Le moteur est de nouveau coupé, ce qui correspond au phénomène à l'instant 3. L'invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite. C'est ainsi que le détecteur de proximité et les plaquettes métalli- 2471'697 ques peuvent être inversés par rapport au rotor et au stator du moteur. Au lieu d'un émetteur de signal électrique ou électromagné- tique, il est également possible d'utiliser des émetteurs d'un type différent, optiques ou acoustiques par exemple. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 8 2471 697 Revendications 1. Régulateur de vitesse pour moteurs à courant alternatif, par action à deux niveaux du courant moteur, avec branchement et coupure de l'alimentation par des moyens électroniques, ledit régulateur étant caractérisé en ce que les temps instantanés de rotation du rotor du moteur d'un angle égal à un diviseur entier de 2 X sont détectés pendant chaque tour du rotor, puis comparés a un temps de consigne prédéterminé, l'alimentation du moteur étant branchée quand le temps instantané détecté est supérieur au temps de consigne, puis maintenue jusqu'à ce que le temps instantané tombe au-dessous du temps de consigne. 2. Régulateur selon revendication 1, caractérisé par l'emploi d'une bascule monostable (MF) à commande par flanc et régénération du temps de propagation comme émetteur de temps de consigne. 3. Régulateur selon revendication 2, caractérisé par un ou plu- sieurs détecteurs de proximité inductifs (I), déterminant le temps instantané et dont les impulsions sont transmises à une bascule commandée par flanc (FF) pour la comparaison des temps de consigne et instantané. 4. Régulateur selon revendication 3, caractérisé en ce que le bran- chement et la coupure de l'alimentation sont assurés par des triacs ou des thyristors, auxquels un oscillateur (Oz) activé par une bascule commandée par flanc (FF) délivre-des impulsions d'amorçage. 5. Régulateur selon revendication 3, caractérisé par le montage du détecteur de proximité inductif (I) sur la carcasse du moteur, des palettes métalliques fixées aux limites de chaque angle de mesure sur le rotor assurant son amortissement et son excitation. - 6. Régulateur selon revendication 1, caractérisé par une succession continue des angles de mesure.