Brevet FR2575006A1 — publié le 19860620

PROCEDE ET CIRCUIT ELECTRIQUE DE COMMANDE POUR ASSURER UN BRANCHEMENT CORRECT D'UNE ALIMENTATION TRIPHASEE A UN DISPOSITIF ELECTRIQUE. La présente invention concerne un circuit électrique de commande pour assurer un branchement correct d'une alimentation triphasée à un dispo- sitif électrique, ledit circuit comportant trois entrées agencées pour être connectées respectivement à chaque sortie de phase de l'alimenta- tion, et trois sorties agencées pour être connectées respectivement à trois entrées de phase du dispositif. Un tel circuit doit assurer notamment, mais pas exclusivement, qu'un moteur électrique reçoit de son alimentation triphasée des signaux de phase présentant des déphasages respectifs corrects. Dans de nombreux dispositifs électriques alimentés en triphasé, il importe que les sorties de phases de l'alimentation soient connectées aux entrées respectives correspondantes du dispositif. Un exemple est celui d'un appareil gyroscopique comportant des paliers hydrodynami- ques à lubrification gazeuse qui sont actionnés par un' moteur élec- trique. Si le moteur n'est pas branché correctement, les paliers peuvent tourner dans le mauvais sens, ce qui cause des dommages. Bien que les sorties des alimentations électriques triphasées soient généralement repérées par des signes appropriés, il est assez courant que ce repérage soit incorrect. Il arrive en outre que, malgré un repé- rage correct, le dispositif électrique puisse être branché incorrecte- ment à l'alimentation. Ce genre de problème survient notamment quand le dispositif est installé par des techniciens inexpérimentés. La présente invention a donc pour but de fournir un circuit et un procé- dé assurant que le dispositif ne reçoive pas des signaux d'entrée de phase qui sont incorrects. Selon un premier aspect, l'invention concerne un circuit de commande du type indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il est agencé pour trans- mettre le courant électrique à sa première sortie en phase avec le cou- rant arrivant sur sa première entrée, et en ce que le circuit de comman- - 2 - de comprend: unipremier, un deuxième, un troisième et un quatrieme interrupteur, l1 premier interrupteur étant monté en série entre la deuxième entrée et la deuxième sortie, le deuxième interrupteur étant monté en série entre la deuxième entrée et la troisième sortie, le troisième interrupteur étant monté en série entre la troisième entrée et la deuxième sortie, et le quatrième interrupteur étant monté en série entre la troisième entrée et la troisième sortie; un circuit pro- duisant une réponse de sortie quand le signal de la deuxième entrée présente une relation prédéterminée par rapport au signal de la pre- mière entrée; un circuit déterminant la relation entre le signal de la troisième entrée et le signal de la première entrée à la réception de ladite réponse de sortie; et un circuit agencé pour commander le fonctionnement des interrupteurs en fonction de la relation existant entre le signal de la troisième entrée et le signal de la première entrée à la réception de ladite réponse de sortie, de manière à rendre conducteurs soit le premier et le quatrième interrupteur, soit le deu- xième et le troisième interrupteur, et rendre non conducteurs les deux autres interrupteurs. Le circuit peut être agencé pour produire une réponse de sortie quand le signal de la deuxième entrée passe par zéro par rapport au signal de la première entrée. Ledit circuit produisant une réponse de sortie peut être agencé pour produire une première ou une seconde réponse de sortie quand le signal de la deuxième entrée présente respectivement une première ou une seconde relation prédéterminée avec le signal de la première entrée, ladite première réponse de sortie commandant le premier et le quatrième interrupteur et la seconde réponse de sortie commandant le deuxième et le troisième interrupteur. En particulier, ce circuit peut être agencé pour produire la première réponse de sortie quand le signal de la deuxième entrée passe par zéro dans un premier sens par rapport au signal de la première entrée, et pour produire la seconde réponse de sortie quand le signal de la deuxième entrée-passe par zéro dans le sens opposé par rapport au signal de la première entrée. De préférence, le circuit de commande comprend un circuit de pompage à diode, et ladite réponse de sortie a la-forme d'impulsions qui sont - 3 délivrées audit circuit de pompage. Le circuit de pompage à diode peut comporter un condensateur monté de manière à être chargé par lesdites impulsions et à être déchargé qua-d les signaux de la troisième entrée présentent une relation prédétern;inée par rapport aux signaux de la pre- mire entrée. Le circuit de commande peut comporter un premier et un second circuit de pompage à diode. Dans ce cas, ledit premier circuit de pompage est agencé pour recevoir une première réponse de sortie sous forme de premières impulsions, ledit second circuit de pompage est agencé pour recevoir une seconde réponse de sortie sous forme de secon- O10 des impulsions décalées de 1800 par rapport aux premières impulsions, le premier circuit de pompage commande le premier et le quatrième inter- rupteur, et le second circuit de pompage commande le deuxième et le troi- sibme interrupteur. De préférence, chacun desdits circuits de pompage est connecté à une entrée d'un comparateur respectif qui commande les interrupteurs respectifs. Selon une forme de réalisation avantageuse, le circuit de commande com- porte un premier comparateur commandant le premier et le quatrième in- terrupteur, et un second comparateur commandant le deuxième et le troi- sième interrupteur, ces deux comparateurs étant interconnectés de telle manière que, lorsque l'un des comparateurs délivre un signal de sortie prévu pour rendre conducteurs deux des interrupteurs, le signal est aussi délivré à une entrée de l'autre comparateur pour empêcher cet autre comparateur de délivrer un signal de sortie rendant conducteurs les deux autres interrupteurs. Selon un autre aspect, la présente invention concerne un procédé pour assurer un branchement correct d'une alimentation triphasée à un dis- positif électrique, caractérisé en ce que l'on délivre le premier des trois signaux triphasés directement à la première entrée du dispositif, on détermine le moment o le deuxième des signaux triphasés présente une relation prédéterminée par rapport au premier signal, on détermine la relation existant entre le troisième signal et le premier signal quand ladite relation prédéterminée existe, et l'on commande la transmission du deuxième et du troisième signal respectivement à une deuxième ou à une troisième ent'de du dispositif en fonction de la relation existant entre le trohi-ème signal et le premier signal quand -4- ladite relation prédéterminée existe. On décrira ci-dessous à titre d'exemple un ensemble à moteur électrique englobant un moteur de gyroscope, une alimentation électrique et un cir- cuit de commande selon la présente invention, en référence aux dessins annexes, dans lesquels: - la figure 1 représente un schéma de l'ensemble, - la figure 2 représente plus en détail le circuit de commande, - la figure 3 représente trois signaux électriques à la sortie de l'ali- mentation, - la figure 4 représente la relation entre une paire des signaux repré- sentés sur la figure 3, - les figures 5 et 6 représentent des signaux délivrés par deux parties des circuits de commande, et, - la figure 7 représente la relation entre une autre paire des signaux de la figure 3. En référence à la figure 1, l'ensemble représenté comporte une alimen- tation électrique triphasée 1 qui.actionne un moteur 2 par l'entremise d'un circuit de commande 3.. Le moteur 2 est du type devant être action- né dans un sens prédéterminé et il peut être employé par exemple, pour faire tourner un élément d'inertie d'un gyroscope, monté sur des paliers hydrodynamique à lubrification gazeuse. Le circuit de commande 3 est conçu de manière à garantir que les trois signaux A, B et C délivrés au moteur 2 présentent les déphasages voulus les uns par rapport aux autres quelle que soit la manière utilisée pour brancher le circuit de commande sur l'alimentation 1. De préférence, le circuit de commande 3 est monté à l'intérieur du même bottier 20 qui renferme le moteur, pour former une unité assemblée en usine, de sorte que cette unité peut ensuite être connectée à l'alimentation électrique sans précaution particulière pour assurer une connection correcte des différentes phases. A ce sujet, on - 5 - a constaté que dans bien des cas les alimentations électriques tripha- sées ont des sorties qui ne sont pas repérées correctement. Le circuit de commande 3 assure donc que le moteur 2 ne sera pas endommagé même si le branchement de l'unité sur l'alimentation est inversé. Le circuit de commande 3 comprend deux unités de base, à savoir une uni- té de commutation 30 et une unité de commande de commutation 31. Les si- gnaux A de la première sortie 11 de l'alimentation 1 passent directement è une première entrée 21 du moteur 2, en traversant le circuit de comman- de 3 sur un conducteur 32. Les signaux B et C des deux autres sorties 12 et 13 de l'alimentation 1 sont délivrés aux autres entrées 22 ou 23 du moteur en fonction de leur relation de phase avec-les signaux A de la sortie 11, par l'effet du circuit de commande 3. Pour cela, l!unité de commutation comprend quatre interrupteurs 41 à 44. Deux de ces inter- rupteurs 41 et 42 ont leurs entrées respectives connectées en parallèle à la deuxième sortie 12 de l'alimentation, par une ligne 45, et leurs sorties sont connectées respectivement à la deuxième entrée 22 et à la troisième entrée 23 du moteur 2. De même, les deux autres interrupteurs 43 et 44 sont connectés en parallèle à la troisième sortie 13 de l'ali- mentation, par une ligne 46, et leurs sorties sont connectées respecti- vement à la deuxième entrée 22 et à la troisième entrée 23 du moteur. Les interrupteurs sont commandés par l'unité de commande 31 selon deux états. Dans un premier état, les deux interrupteurs 41 et 44 sont fermés et les deux autres interrupteurs 42 et 43 sont ouverts, de sorte que les signaux B de la deuxième sortie d'alimentation 12 sont transmis à la deuxième entrée 22 du moteur et que les signaux C de la troisième sortie d'alimentation 13 sont transmis à la troisième entrée 23 du mo- teur. Dans l'autre état, les interrupteurs 42 et 43 sont fermés et les interrupteurs 41 et 44 sont ouverts, de sorte que les signaux B de la deuxième sortie d'alimentation 12 sont transmis à la troisième entrée 23 du moteur et que les signaux C de la troisième sortie d'alimentation 13 sont transmis à la deuxième entrée 22 du moteur. Les interrupteurs 41 à 44 peuvent comporter des triacs ou un circuit à pont de diodes, par exemple du type décrit dans la demande de brevet britannique n0 85, 22099 du même demandeur. -6- La structure de l'unité de commande de commutation 31 sera décrite plus en détail en référence à la figure 2. Comme indiqué ci-dessus, la ligne 32 provenant de la première borne de sortie 11 de l'alimentation traver- se l'unité 31 comme conducteur de référence. La deuxième sortie 12 de l'alimentation 1 est connectée, à travers une diode 51 et une résistance 52 de limitation du courant, à la fois à l'entrée d'inversion d'une pre- mière porte OU 53 et à l'entrée de non-inversion d'une seconde porte OU 54. L'entrée de non-inversion de la première porte OU 53 est connectée à la ligne 32 et sa sortie est connectée à un premier circuit monostable 55. L'entrée d'inversion de la seconde porte OU 54 est connectée à une source de tension positive constante V cc par la ligne 60, et sa sortie est connectée à un second circuit monostable 56. Il faut noter ici que le système est entièrement flottant par rapport au signal A de la pre- mière sortie d'alimentation 11, les deux circuits monostables 55 et 56 répondant au signal B de la deuxième sortie d'alimentation 12 par rap- port au signal A de la première sortie d'alimentation. La tension posi- tive constante Vcc est dérivée d'un circuit à diode Zener 61 monté entre les lignes 32 et 45. Les sorties des circuits monostables 55 et 56 sont connectés à des cir- cuits respectifs de pompage à diode 70 et 80. Chacun des circuits de pompage 70 et 80 comprend un montage série d'une résistance 71 ou 81, d'une diode 72 ou 82 et d'un condensateur 73 ou 83, connecté entre la sortie du monostable et la ligne 32. A la jonction entre la résistance 71 ou 81 et la diode 72 ou 82 est connectée une autre diode 74 ou 84, l'anode de chacune de ces diodes étant connectée à ladite jonction et la cathode. étant connectée à la troisième sortie d'alimentation 13 par l'intermédiaire de la ligne 46 et d'une résistance 47. La sortie de chacun des circuits de pompage 70 et 80 est dérivée de la jonction entre la diode 72 ou 82 et le condensateur 73 ou 83, et elle est connectée à l'entrée négative d'un comparateur respectif 75 ou 85. L'entrée positive de chaque comparateur 75 ou 85 est connectée à une source de tension-positive constante Vcc/2. Les sorties des compara- teurs 75 et 85 sont connectées respectivement aux lignes de sortie 76 et 86 reliant l'unité de commande 31 à l'unité de commutation 30. La sortie de chacun des comparateurs /5 et 85 est aussi connectée à l'en- trée négative de l'autre comparateur à travers une diode respective-77 ou 87, la cathode de chaque diode étant connecté à la sortie du compara- teur respectif. Le fonctionnement de cet ensemble sera décrit en référence aux figures 3 à 7. Les signaux des trois sorties 11 à 13 de l'alimentation 1 ont la forme de signaux sinusoidaux déphasés entre eux de 120 , comme le montre la figure 3. Du fait que le circuit est entièrement flottant par rapport à l'une desdites sorties, c'est-à-dire le signal A de la première sor- tie il sur la ligne 32, la porte OU 53 s'ouvre pour provoquer une com- mutation du premier circuit monostable 55 quand la valeur du deuxième signalB par rapport au premier signal A passe par zéro dans un sens négatif, comme le montre la figure 4. Le signal de sortie du premier circuit monostable 55 est une brève impulsion Pl, représentée sur la figure 5.-De même, le second circuit monostable 56 produit une brève impulsion de sortie P2 quand la valeur du signal B par rapport au pre- mier signal A passe par zéro dans un sens positif, comme le montre la figure 6. Les impulsions P1 et P2 sont déphaséesde 360 o par rapport à la précédente et sont déphasées entre elles de 180 . Ces impulsions de sortie Pl et P2 sont délivrées respectivement aux circuits de pompage à diode 70 et 80 pour charger les condensateurs 73 et 83. Cependant, les circuits de pompage 70 et 80 sont aussi com- mandés par le troisième signal C présent sur la ligne 46, ou plutôt par la valeur du troisième signal C par rapport au premier signal, comme le montre la figure 7. Sur cette figure, il apparatt clairement que le signal C/A est négatif pendant les impulsions P1 du premier cir- cuit monostable 55, tandis qu'il est positif pendant les impulsions P2 du second circuit monostable 56. Dans le premier cas, la diode 74 du premier circuit de pompage 70 devient donc conductrice et empêche que les impulsions du premier circuit monostable 55 chargent le condensa- teur 73. Dans le second cas, la diode 84 du second circuit de pompage est non conductrice, de sorte que les impulsions P2 du second cir- cuit monostable 56 charget-lecondensateur 83 jusqu'à une valeur Vcc. - 8 - Le signal à l'entrée négative du premier comparateur 75 est donc nul eL la sortie du ccmparateur sur la ligne 76 est donc haute, tandis que le signal à l'entrée négative du second comparateur 85 est égal à Vcc et la sortie du comparateur sur la ligne 86 est donc basse. En se référant à la figure 1, on constate que les entrées de commande des interrupteurs 41 et 44 sont à un niveau haut et que les entrées de commande des interrupteurs 42 et 43 sont à un niveau bas. Les interrup- teurs sont agencés pour être non-conducteurs quand le niveau de commande est haut, et conducteurs quand le niveau de commande est bas. Dans la situation décrite ci-dessus, les interrupteurs 41 et 44 sont donc ou- verts et les interrupteurs 42 et 43 sont fermés. Ainsi, les signaux B de la deuxième sortie 12 de l'alimentation 1 sont transmis à la troi- sième entrée 23 du moteur 2, et les signaux C de la troisième sortie 13 -de l'alimentation sont transmis à la deuxième entrée 22 du moteur. -Il importe de noter que, si la phase des troisièmes signaux C par rap- port aux premiers signaux A était décalée de 120 par rapport à ce qui est représenté sur la figure 7, les signaux de sortie sur les deux lignes 76 et 86 seraient inversés, la ligne 76 étant à un niveau bas et la ligne 86 à un niveau haut. Dans l'unité de commutation, ceci aurait pour effet de transmettre les deuxièmes signaux B à la deuxième entrée 22 du moteur et les troisièmes signaux C à la troisième entrée 23 du moteur, en garantissant ainsi que les signaux délivrés sur les *25 bornes d'entrée du moteur présentent toujours une relation de phase correcte entre eux. Le circuit décrit ci-dessus fonctionne en déterminant la relation de phase existant entre la première et la deuxième sortie de l'alimenta- tion et, lorsqu'une relation de phase prédéterminée (tel qu'un pas- sage à zéro) existe, il détermine la relation de phase existant entre la troisième sortie et la deuxième. Cette dernière relation de phase est utilisée pour commuter la deuxième et la troisième sortie de l'ali- mentation sur des entrées appropriées du moteur ou d'un autre disposi- tif. - 9 - L'utilisation des diodes 77 et 87 garantit que, lors du branchement initial du circuit sur l'alimentation, un seul des comparateurs 75 ou 85 peut fonctionner, l'autre comparateur étant bloqué à un niveau de sortie haut. Ceci assure qu'un bruit quelconque sur les lignes 45 ou 46 ne peut pas changer immédiatement les états de commutation sans que la sortie du premier comparateur remonte, ce qui confère au circuit une bonne immunité contre les bruits. Cet arrangement fait que les lignes 76 et 86 peuvent très difficilement être ensemble à un niveau bas et cela empêche donc que les quatre interrupteurs 41 à 44 deviennent conducteurs en même temps. - 1- 2575006 Revendications 1. Circuit électrique de commande pour assurer un branchement correct d'une alimentation triphasée à un dispositif électrique, ledit circuit comportant trois entrées agencées pour être connectées respecti- vement à chaque sortie de phase de l'alimentation, et trois sorties agen- cées pour être connectées respectivement à trois entrées de phase du dispositif, caractérisé en ce que le circuit de commande (3) est agencé pour transmettre le courant électrique à sa première sortie en phase avec le courant arrivant sur sa première entrée, et en ce que le circuit de commande comprend: un premier, un deuxième, un troisième et un qua- trième interrupteur (41 à 44), le premier interrupteur (41) étant monté en série entre la deuxième entrée et la deuxième sortie, le deuxième interrupteur (42) étant monté en série entre la deuxième entrée et la troisième sortie, letroisième interrupteur (43) étant monté en série entre la troisième entrée et la deuxième sortie, et le quatrième inter- rupteur (44) étant monté en série entre la troisième entrée et la troi- sième sortie; un circuit (55, 56) produisant une réponse de sortie quand le signal de le deuxième entrée présente une relation prédéterminée par rapport au signal de la première entrée; un circuit (70, 80) déterminant la relation entre le signal de la troisième entrée et le signal de la première entrée à la réception de ladite réponse de sortie; et un cir- cuit (75, 85) agencé pour commander le fonctionnement des interrupteurs (41 à 44) en fonction de la relation existant entre le signal de la troisième entrée et le signal de la première entrée à la réception de ladite réponse de sortie, de manière à rendre conducteurs soit le pre- mier (41) et le quatrième interrupteur (44), soit le deuxième (42) et le troisième interrupteur (43), et rendre non conducteurs les deux au- tres interrupteurs. 2. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit produisant une réponse de sortie (55, 56) est agencé pour produire une réponse de sortie quand le signal de la deuxième entrée passe par zéro par rapport au signal de la première entrée. 3. Circuit de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit produisant une réponse de sortie (55, 56) est agencé pour produire une première ou une seconde réponse de sortie quand le signal de la deuxième entrée présente respectivement une première ou une seconde relation prédéterminée avec le signal de la première entrée, ladite première réponse de sortie commandant le premier et le quatrième interrupteur (41 et 44) et la seconde réponse de sortie commandant le deuxibme et le troisième interrupteur (42 et 43). 4. Circuit de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit produisant une réponse de sortie (55, 56) est agencé pour produire la première réponse de sortie quand le signal de la deuxième entrée passe par zéro dans un premier sens par rapport au signal de la première entrée, et pour produire la seconde réponse de sortie quand le signal de la deuxième entrée passe par zéro dans le sens opposé par rap- port au signal de la première entrée. 5. Circuit de commande selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de pompage à diode (70, 80) et en ce que la réponse de sortie a la forme d'impulsions qui sont délivrées audit circuit de pompage (70, 80). 6. Circuit de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit circuit de pompage à diode (70, 80) comporte un condensateur (73, 83) monté de manière à être chargé par lesdites impulsions et à être déchargé quand les signaux de la troisième entrée présentent une rela- tion prédéterminée par rapport aux signaux de la première entrée. - 7. Circuit de commande selon la revendication 5 ou 6, comprenant un pre- mier et un second circuit de pompage à diode (70 et 80), caractérisé en ce que le premier circuit de pompage à diode (70) est agencé pour rece- voir une première réponse de sortie sous forme de premières impulsions, en ce que le second circuit de pompage à diode (80) est agencé pour re- cevoir une seconde réponse de sortie sous forme de secondes impulsions décalées de 180 par rapport aux premières impulsions, en ce que le pre- mier circuit de pompage à diode (70) commande le premier et le quatrième interrupteur (41 et 44), et en ce que le second circuit de pompage à diode (80) commande le deuxième et le troisième interrupteur (42 et 43). - 12 - 8. Circuit de commande selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que chacun desdits circuits de pompage à diode (70,80) est connecté à une entrée d'un comparateur respectif (75, 85) qui com- mande les interrupteurs respectifs (41 à 44). 9. Circuit de commande selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte un premier comparateur (75) commandant le premier et le quatrième interrupteur (41 et 44), et un second comparateur commandant le deuxième et le troisième interrupteur (42 et 43), et en ce que ces deux comparateurs (75 et 85) sont inter- connectés de telle manière que, lorsque l'un des comparateurs (75) déli- vre un signal de sortie prévu pour-rendre conducteurs deux des interrup- teurs (41 et 44), le signal est aussi délivré à une entrée de l'autre comparateur (85) pour empêcher cet autre comparateur de délivrer un si- gnal de sortie rendant conducteurs les deux autres interrupteurs (42 et 43). 10. Procédé pour assurer un branchement correct d'une alimentation tri- phasée à un dispositif électrique, caractérisé en ce que l'on délivre le premier (A) des trois signaux triphasés.(A, B et C) directement à la première entrée (21) du dispositif (2), on détermine le moment o le deuxième (B) des signaux triphasés présente une relation prédéterminée par rapport au premier signal (A), on détermine la relation existant entre le troisième signal (C) et le premier signal (A) quand ladite relation prédéterminée existe, et l'on commande la transmission du deuxième et du troisième signal (8 et C) respectivement à une. deu- xième ou à une troisième entrée (22 ou 23) du dispositif (2) en fonction de la relation existant entre le troisième signal (C) et le premier signal (A) quand ladite relation prédéterminée existe.