Brevet FR2524993A1 — publié le 19831014

1.- "Circuit pilote de courant pour un régulateur électro- mécanique " L'invention concerne un circuit pilote de courant pour un régulateur électro-mécanique dont le cou- rant de bobine pulsé est mesuré et déterminé par une ten- sion de commande* Les régulateurs électro-mécaniques ont en général, une courbe caractéristique courant/puissance ou bien courant/couple non linéaire et présente presque toujours une hystérésis mécanique et/ou magnétique. L'invention a pour but de créer un circuit pilote de courant qui délivre un courant circulant à tra- vers la bobine du régulateur électro-mécanique, ce courant étant proportionnel à la tension de commande et permettant en outre, d'éliminer les effets d'hystéréïis Pour attein- dre ce but, il est prévu les dispositions indiquées dans la partie caractéristique de la revendication 1. îL'invention est décrite ci-après en se ré- férant à un exemple de réalisation représenté sur les des- sine par son schéma de branchement, auxquels des-différents diagrammes sont représentés sur les figures 1 à 3 En sup- plément au plan de branchement représenté sur la figure 4, les parties de circuit, selon les figures 5 et 6, montrent des formes de réalisation modifiées pour l'étage terminal du circuit pilote de courant indiqué sur la figure 4 par des lignes en traits-points. 2.- Sur le schéma selon la figure 4, la bobine d'un régulateur électro-mécanique par ailleurs, non repré- senté, est désignée par L et est placée entre une résistan- ce de mesure R 15 raccordée directement au conducteur posi- tif 10 et les deux collecteurs d'un Darlington bipolaire T 2 utilisé comme commutateur électronique de puissance, dont l'émetteur est raccordé au conducteur négatif 11 relié au p 8 le négatif d'une batterie d'accumulateurs, non repré- sentée Le Darlington T 2 est conducteur selon une succes- sion rapide et se trouve à nouveau bloqué, grâce à quoi un courant i circule à travers la bobine L, puis ce courant, du fait de la diode à passage libre D 3, oscille avec une amplitude I 1 H autour d'une valeur de consigne 12. La valeur moyenne dans le temps 12 du courant i parcourant la bobine L peut, en tant que valeur théorique, être réglée à l'aide d'une tension de commande Ue qui est appliquée, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension constitué d'une résistance longitudinale R 20 et d'une résis- tance transversale Rl, à l'entrée positive d'un premier amplificateur opérationnel 01 branché en convertisseur d'im- pédance L'amplificateur opérationnel 01 revêt la forme d'un circuit intégré et peut être obtenu dans le commerce sous la désignation LM 2902 Il peut, grâce au branche- ment qui lui est appliqué, être utilisé en tant que régu- lateur intégral, comme dans le cas du second amplificateur opérationnel 02, ou en tant que comparateur, comme dans le cas de l'amplificateur opérationnel 03, ou encore en tant qu'oscillateur comme dans le cas de l'amplificateur opérationnel 04. L'utilisation envisagée pour le circuit pilo- te de courant représenté, rend nécessaire de garantir la résistance aux court-circuits vis-à-vis de la masse et en conséquence, la résistance de mesure R 15 se situe sur le conducteur positif 10 Le signal correspondant à la gran- deur du courant i doit être rapporté à la masse En consé- 3.- quence, il est prévu un branchement à miroirs de courant 3 SB avec un ensemble de transistors constitué des quatre transistors 3, T 4, T 5 et T 6, qui délivrent à la résistan- ce de commande R 16 une tension proportionnelle au courant de bobine i. La tension obtenue sur la résistance de com- mande R 16 est directement appliquée à l'entrée négative du comparateur 03 et par l'intermédiaire d'une résistance R 8 sur l'entrée négative du régulateur intégral 02 Comme le montre le diagramme selon la figure 2, la force de ré- glage M, électromagnétique ou électromotrice du régulateur, comporte une hystérésis indiquée par la courbe 14 et la courbe 15, oh la courbe 15 exige, lorsque le courant croit, une valeur plus élevée i de ce courant et, lors de l'évo- lution indiquée par la courbe 14, la valeur du courant i dé- croit Pour éviter cette hystérésis, il est prévu un effet de vibration indiqué en 16, qui se produit du fait que l'on superpose à l'oscillation, représentée sur la figure 1 de l'oscillateur, une oscillation rectangulaire dont l'ampli- tude H et la fréquence sont constantes et peuvent 4 tre adap- tées de façon optimale au régulateur Cet effet de vibra- tion est délivré par le quatrième amplificateur opération- nel 04 L'amplitude H de cette oscillation rectangulaire doit exactement suffire à surmonter l'hystérésis La fré- quence de l'oscillation rectangulaire doit seulement être d'une grandeur telle que le régulateur ne soit pas en me- sure de la suivre, mais elle doit être plus petite que la fréquence de résonnance du régulateur L'effet mécanique est une réduction drastique de l'hystérésis avec un très faible relèvement du couple M. Dans l'exemple de la réalisation représenté, une résistance à couche de carbone R 25 d'environ 47 Ohms est branchée entre le conducteur de masse 13 valable pour l'ensemble des amplificateurs opérationnels 01 à 04 et le conducteur de masse 11 relié à l'émetteur de Darlington T 2. 4.- Cette résistance présente l'avantage d'une insensibilité vis-à-vis de longs conducteurs entre la source de signaux Ue et le circuit pilote du courant SS, car aucune chute de tension perturbatrice ne peut être obtenue sur la masse des signaux De ce fait, la boucle de terre est supprimée entre la masse des signaux et la masse du courant de bobine. Dans la variante de réalisation de l'étage de puissance selon la figure 5, un transistor d'entraïne- ment T 8 est branché en amont du transistor de puissance T 7, ce transistor d'entrainement étant commandé par l'interm 6- diaire de la résistance R 11 et agissant directement sur la base du transistor T 7. Dans le cas de l'exemple de réalisation selon la figure 6, il est prévu comme étage terminal de puissan- ce pour le courant i parcourant la bobine l, un transistor SIPMOS T 9, dont la porte traversante G est reliée par l'in- termédiaire de la résistance R 11 à la sortie du troisième amplificateur opérationnel 03 qui, en outre, est relié par une diode de Zener Z 1 au conducteur négatif 11 et par l'in- termédiaire d'une résistance R 10 à l'entrée positive du troisième amplificateur opérationnel 03 Le branchement à miroir du courant SS représenté à droite du transistor SIPMOS Tg, correspond pour tous les points essentiels à celui de la figure 4. _ R B V E N D I C A T I O N S 1 Circuit pilote de courant pour un régu- lateur électro-mécanique dont le courant de bobine est me- suré et est déterminé par une tension de commande, circuit caractérisé en ce que la tension de commande agit, par l'intermédiaire d'un amplificateur opérationnel ( 01) bran- ché en tant que convertisseur d'impédance sur un amplifica- teur opérationnel ( 02) branché en tant que régulateur inté- gral, dont l'entrée négative est reliée avec l'entrée néga- tive d'un troisième amplificateur opérationnel ( 03) branché en tant que comparateur, et, en outre, avec une résistance (R 16) se situant dans le circuit de sortie d'un branche- ment à miroir de courant, un quatrième amplificateur opéra- tionnel ( 04) branché en tant qu'oscillateur étant prévu, le- quel délivre à l'entrée positive du second amplificateur opérationnel une tension rectangulaire dont la fréquence se situe au-dessous de la fréquence de résonance du régulateur, cette tension rectangulaire présentant une amplitude légè- rement supérieure à l'hystérésis. 2 Circuit pilote de courant selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que, entre le conducteur de masse commun aux amplificateurs opérationnels ( 01 à 04) et le conducteur de masse ( 11) pour le branchement à mi- roir de courant (SS), est disposée une résistance de cou- plage (R 25). 3. Circuit pilote de courant selon la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour la livraison du courant (i) parcourant la bobine (X) du régulateur, il est prévu un transistor Darlington (T 2) de préférence, un Darlington bipolaire. 4. Circuit pilote de courant selon la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour la livraison du courant (i) parcourant la bobine (X) il est prévu un transistor de puissance (T 7) du type npn, transistor dont la base est reliée avec le conducteur positif ( 10) par 6.- l'intermédiaire de la section émetteur-collecteur d'un transistor d'entraînement (T 8) du type pnp, la base de ce transistor d'entraînement étant raccordée à la sortie du troisième amplificateur opérationnel ( 03) branché en tant que comparateur. 5. Circuit pilote de courant selon la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour délivrer le courant (i) parcourant la bobine (L), il est prévu un tran- sistor SIPMOS (T 9) dont l'électrode de commande (G) est re- liée par l'intermédiaire d'une diode de Zener (Z) au con- ducteur négatif de masse ( 11).