Brevet FR2462812A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne un dispositif numérique multiplexé pour commander un onduleur triphasé et notamment un dispositif électronique digital de faible puissance apte à actionner les trois commutateurs de commande à thyristors de grande puissance constituant les trois phases d'un onduleur triphasé servant en particulier pour la commande d'un moteur électrique. La commande d'un onduleur triphasé par un dispositif numérique est connue. On sait en effet selon la demande de brevet francais NO 79 17 645 déposée le 6 juillet 1979 par la Demanderesse réaliser des comparaisons numériques au moyen de trois comparateurs numériques entre trois sinusoïdes numériques, déphasées de 1200 l'une par rapport à l'autre et générées au moyen de trois mémoires mortes programmées et une dent de scie numérique générée également par un compteur et une mémoire morte. On sait utiliser également trois multiplieurs disposés chacun entre la mémoire morte et le comparateur afin de faire varier l'amplitude du fondamental de la tension triphasée créée. Les sorties logiques des trois comparateurs permettent de générer des impulsions rectangulaires de largeur variable servant à commander chacune des phases d'un onduleur. Cette solution présente l'inconvénient de comporter un grand nombre d'éléments à savoir trois mémoires mortes, trois multiplieurs et trois comparateurs pour la chaine de traitement des sinusoIdes. Le dispositif selon la présente invention remédie à cet inconvénient. Dans celui-ci en effet le nombre des élements comparables est réduit par suite du multipléxage à une seule mémoire morte, à un multiplexeur et à un comparateur. La présente invention a pour objet un dispositif numérique multiplexé pour commander un onduleur triphasés comportant la génération de trois sinusoïdes numériques déphasées chacune de 1200 et d'une dent de scie de fréquence triple de celle de la sinusoïde au moyen d'un premier compteur comptant le nombre binaire constitué de bits de forts poids et de bits de faibles poids caractéristiques des abscisses des paliers de ladite sinusolde et attaquant une mémoire morte programmée pour délivrer des nombres caractéristiques de l'ampli tude desdits paliers de sinusoïde à un multiplieur multipliant lesdits nombres par un nombre de consigne et d'un deuxième compteur comptant le nombre de paliers caractéristiques de ladite dent de scie numérique et attaquant une mémoire morte programmée pour délivrer des nombres caractéristiques de l'amplitude desdits paliers de dent de scie, lesdits nombres multiplexés étant comparés auxdits nombres de dent de scie dans un comparateur numérique caractérisé en ce qu'entre ledit premier compteur et ladite mémoire morte de sinusoïdes est disposé un multiplexeur multiplexant lesdits bits de forts poids desdits nombres caractéristiques des abscisses des paliers desdites sinusoides numériques sur ordre d'un compteur synchronisé par une horloge ainsi qu'une voie directe pour lesdits bits de faibles poids desdits nombres caractéristiques des abscisses des paliers desdites sinusoides numériques et entre qu'à la sortie dudit comparateur est disposé un démultiplexeur démultiplexant les informations en provenance dudit comparateur sur ordre dudit compteur synchronisé par une horloge et délivrant sur chacune de ses trois sorties les signaux de commande dudit onduleur triphasé. En se référant aux figures schématiques 1 à 4 ci-jointes on va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre de la présente invention, exemple donné à titre purement illustratif et nullement limitatif. Les mêmes éléments représentés sur plusieurs de ces figures portent sur toutes celles-ci les mêmes références. La figure 1 représente un schéma synoptique du dispositif selon l'invention. La figure 2 représente un schéma synoptique du multiplexeur faisant partie de la figure 1. La figure 3 représente un schéma synoptique du démultiplexeur faisant partie de la figure 1. La figure 4 représente un exemple de diagrammes relatifs au multiplexeur et au démultiplexeur. Tel que représenté sur la figure 1 le dispositif entièrement numérique sert à délivrer des impulsions VL1, VL2, VL3 pour actionner les trois commutateurs à thyristors d'un onduleur triphasé non représenté. Pour cela, une première horloge fournit des impulsions Cs : N3 fs à un compteur 10 qui compte périodiquement à la fréquence fs, les nombres 0 à N3-1. Dans notre exemple, la fréquence fs est égale à 50 Hz. Le nombre N5 représente le nombre de paliers, par exemple 24, d'une sinusoïde numérique de fréquence fs et qui sera générée plus loin en même temps que deux autres sinusoides numériques déphasées de 1200 l'une par l'autre. Le problème consiste par conséquent à déphaser les paliers 0 à NS-1 c'est-à-dire 0 à 23) selon la correspondance suivante Sinusoide 1 Sinusoide 2 Sinusoide 3 0 8 16 1 9 17 2 10 18 3 11 19 . " 1? n II Ir 22 6 14 23 7 15 Les nombres 0 à NS-1 sont transmis sur cinq digits, deux digits de forts poids a et trois digits de faibles poids b. Ainsi le comptage de la première sinusoIde est 8 a + b, celui de la seconde est 8 (a+1) +b celui de la troisième est 8 (a+2) + b. Par exemple, pour transmettre les nombres décimaux 2, 10, 18 d'une même rangée, nous avons en binaire. a b 2 00 010 10 01 010 18 10 010 Il en résulte que pour une meme rangée de nombres caractérisant les paliers des trois sinusoides, il est possible de séparer les bits de forts poids a et les bits de faibles poids b, les bits de faibles poids étant transmis directement par la voie CS2 constituée de trois digits et les deux bits de forts poids a étant délivrés un multiplexeur 11 par la voie CS1. La voie CSî transmet les nombres décimaux 0 à 2 et la voie CS2 transmet les nombres décimaux 0 à 7. Les bits de faibles poids b ne sont pas affectés par le multiplexage. Les bits de forts poids a compris entre 0 et 2 décimaux sont modifiés par les sinusoïdes 1, 2 et 3 selon la correspondance. Si O 2 tî O O 2 CS'1 2 2 O 1 ) dans laquelle t1 représente les nombres 0 à 2 transformant CS1 en CS'1. Les nombres t1 sont délivrés par un compteur 12, 0-2 périodique commandé par une horloge 13 synchronisée en même temps que C et Cd. s Le multiplexeur 1 1 correspondant à la table de vérité précédente CSî - t1 - CS'1 peut être réalisé selon le schéma de la figure 2. Sur la figure 2 on voit un additionneur 14 aux trois entrées A (t1) et aux deux entrées B (CS1). Le rôle de l'additionneur 14 est de fournir sur ses sorties, en notation décimale, A + B + r, r étant la retenue utilisée pour le groupement des additionneurs. Les deux circuits de sortie de l'additionneur 14, A + B sont envoyés d'une part à une porte NON ET 15, d'autre part à deux portes NON ET 16 et 17 recevant sur chacune de leurs entrées les informations sortant de la porte NON ET 15. Des inverseurs 18 et 19 sont disposés respectivement aux sorties des portes NON ET 16 et 17. A la sortie des inverseurs 18 et 19 est délivré le nombre CS'1. Celui-ci est transmis sur deux digits et comporte les nombres décimaux 0 à 2. En revenant à la figure 1 on voit que le nombre CS' de cinq digits (nombres décimaux 0 à 23) est constitué de deux digits CS'1 et de trois digits CS2. Le nombre CS' est délivré à une mémoire morte unique 20 programmée de telle sorte qu'elle sort en ordonnée les amplitudes S des sinusoïdes par exemple comprises entre 0 et 255 correspondantes à chacun des paliers, abscisses, compris entre 0 et 23. Les nombres S sont appliqués à un multiplieur 21 unique multipliant les nombres S par un nombre de consigne v S 1, ce nombre étant représenté par un mot binaire V. Les nombres multipliés VS sont appliqués à un comparateur numérique 22, unique, comparant le nombre VS à un nombre D obtenu d'une mémoire morte 23 programmée de telle sorte qu'elle fournit les amplitudes d'une dent de scie numérique en ordonnée pour des abscisses caractéristiques des paliers 0 à Nd-1 en provenance d'un compteur 24 périodique à la fréquence fd de la dent de scie et comptant des impulsions Cd = Nd fd, Nd étant le nombre des paliers de la dent de scie et fd = 3fs. Il en résulte que les état logiques VLi en provenance du comparateur 22 seront à l'état 1 ou 0 selon que D est supérieur ou inférieur à VS.Les états logiques VLi représentant les intersections des trois sinusoldes avec la dent de scie doivent être départagés dans un démultiplexeur 25 sur ordre de tl compris de 0 à 2 en provenance du compteur 12. Du démultiplexeur sortent les trois signaux démultiplexés VL1, VL2, VL3. Le schéma de la figure 3 représente le démultiplexeur 25 de la figure 1. Des monostables 26 actionnés par tl fournissent des impulsions h1, h2, h3 à la cadence des trois sinusoides 0, 1, 2. Les signaux VLi sont envoyés sur trois verrous 27, 28,29 en parallèle qui mémorisent VLi jusqu'à ce qu'une impulsion h1, h2 ou h3 débloque ces signaux et effectue le démultiplexage sur VL1, VL2 ou VL3. Sur la figure 4 on voit un exemple de signaux CSî LSB (bits de faibles poids) et MSB (bits de forts poids) passant de O à 1. Les signaux tl constitués de bits LSB et MSB ont pour valeur en nombres décimaux 012 etc etc........... Selon la table de vérité CS1 - tl les nombres CS'1 ont les valeurs décimales indiquées. Pour le démultiplexage les signaux des monostables h1, h2, h3 sont en synchronisme avec tl. Supposons VLi ayant la forme indiquée. La concordance des impulsions h1, et de VLi donne un changement d'état pour VL1 seulement. On réalise ainsi le démultiplexage de chacune des informations VLi. Les applications sont par exemple du domaine de commande des moteurs asynchrones. REVENDICATIONS 1/ Dispositif numérique multiplexé pour commander un onduleur triphasé comportant la génération de trois sinusoides numériques déphasées chacune de 1200 et d'une dent de scie de fréquence triple de celle de la sinusoïde au moyen d'un premier compteur comptant le nombre binaire constitué de bits de forts poids et de bits de faibles poids caractéristiques des abscisses des paliers de ladite sinusoide et attaquant une mémoire morte programmée pour délivrer des nombres caractéristiques de l'amplitude desdits paliers de sinusoïde à un multiplieur multipliant lesdits nombres par un nombre de consigne et d'un deuxième compteur comptant le nombre de paliers caractéristiques de ladite dent de scie numérique et attaquant une mémoire morte programmée pour délivrer des nombres caractéristiques de l'amplitude desdits paliers de dent de scie, lesdits nombres multipliés étant comparés auxdits nombres de dent de scie dans un comparateur numérique caractérisé en ce qu'entre ledit premier compteur et ladite mémoire morte de sinusoides est disposé un multiplexeur multiplexant lesdits bits de forts poids desdits nombres caractéristiques des abscisses des paliers desdites sinusoïdes numériques sur ordre d'un compteur synchronisé par une horloge ainsi qu'une voie directe pour lesdits bits de faibles poids desdits nombres caractéristiques des abscisses des paliers desdites sinusoïdes numériques et en ce qu'à la sortie dudit comparateur est disposé un démultiplexeur démultiplexant les informations en provenance dudit comparateur sur ordre dudit compteur synchronisé par une horloge et délivrant sur chacune de ses trois sorties les signaux de commande dudit onduleur triphasé. 2/ Dispositif numérique multiplexé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit multiplexeur obéit à la table de vérité suivante O 12 o o 12 1 1 2 0 21.210201 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit multiplexeur est constitué d'un additionneur dont les deux sorties sont réunies d'une part à une porte NON-ET 15, d'autre part à deux portes NON-ET 16 et 17 recevant également la sortie de la porte NON ET 15, les portes NON-ET 16 et 17 étant suivies de deux inverseurs 18 et 19.