Brevet FR2590746A1 — publié le 19870529

Dispositif permettant de maintenir à une valeur constante la vitesse de rotation d'une machine de travail entrainée par un moteur série à collecteur. La présente invention concerne un dispositif permettant de maintenir à une valeur â peu prés constante la vitesse de rotation. d'une machine de travail, telle que perceuse, marteau-piqueur ou marteau burineur, meuleuse d'angle, scie circulaire et autres, entrainée par un moteur série à collecteur (moteur universel) sous une tension ou une charge variable, avec une bague d'aimant polarisée, dont les pôles sont distants l'un de l'autre et qui tourne à une vitesse synchrone à la vitesse de rotation du moteur, ou dans un rapport constant par rapport à cette dernière, avec un générateur d'impulsions stationnaire qui balaye les pâles de cette bague, et avec une partie commande qui comporte un convertisseur fréquence - tension, un amplificateur de reglage variable et une commande de déphasage, cette partie convertissant en tension le train d'impulsions du générateur dans le convertisseur précité, comparant cette valeur à la tension de consigne dans l'amplificateur à gain variable et pilotant dans la commande de déphasage, en fonction de l'écart par rapport à la valeur de consigne, les impulsions d'amorçage d'un triac, qui dose le courant et la tension du moteur universel pour en maintenir la vitesse à une valeur constante. Dans les dispositifs conventionnels de ce type, les génératrices tachymétriques, utilises comme générateurs d'ímpul- sions, permettent un réglage assez précis de la vitesse de rotation, mais elles sont relativement conteuses (prospectus AEG. perceuse "Powermatic"). L'invention vise donc à perfectionner un dispositif du type précédemment décrit, de manière à réduire sensiblement les coûts de fabrication et à diminuer le poids et la dimension de telles machines de travail. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le générateur d'impulsions est constitué par une sonde à effet Hall, qui convertit l'intensité variable du champ magnétique de la bague d'aimant rotative en une tension de Hall correspondant à cette valeur, et par un élément émetteur (circuit de mise en forme), qui forme un train d'impulsions numérique, dépendant de la vitesse de rotation, à partir de cette tension de Hall. L'avantage d'une telle réalisation réside par ailleurs dans une meilleure insensibilité du dispositif aux vibrations et aux chocs. Le fait qu'il soit déjà connu en soi d'utiliser l'effet Hall pour mesurer la vitesse de rotation n'enlève rien à l'invention (La tachymétrie dans le moulage par Injection et la transformation des plastiques par des systèmes instrumentation, M.1.6., Karl Hanser Verlag, MUnich/Vienne, pages 91, 92, 93, 99, publié par Gossen GmbH, D-8520 Erlangen, Nägelbachstrasse 25). Une tension de Hall analogique, fonction de la vitesse de rotation, est en effet inutilisable en soi pour traiter des valeurs de consigne et des valeurs réelles dans la partie commande d'un dispositif de réglage de vitesse; bien que les sondes à effet Hall soient connues depuis longtemps, elles n'ont donc jamais été utilisées pour de tels dispositifs. L'invention sera mieux comprise à l'aide d'un exemple de construction représenté sur les dessins annexés, qui correspondent à: Figure 1: un schéma bloc du générateur d'impulsions du dis positif, Figures 2, 3: une vue latérale et une vue frontale du générateur d'impulsions. Figure 4: le schéma bloc du dispositif couplé à un moteur universel, Figure 5: une vue latérale d'un moteur universel équipé du dispositif, Figure 6: une variante du montage de la figure 5. Le dispositif permet de maintenir à une valeur à peu prés constante la vitesse de rotation choisie pour une machine de travail, telle que perceuse, marteau-piqueur, marteau burineur, meuleuse d'angle, scie circulaire et autres, entraînée sous une tension ou une charge variable par un moteur série à collecteur (moteur universel 19). Une bague d'aimant polarisée 24 ou 24a, dont les pales sont équidistants, tourne à une vitesse synchrone à celle du moteur, ou dans un rapport constant par rapport à cette dernière. Un générateur d'impulsions G stationnaire, qui balaye les pales de la bague magnétique 24 ou 24a, est monté à une distance constante de ces derniers.Une partie commande (S) (figure 4), qui comporte un convertisseur fréquence - tension, un amplificateur de réglage et une commande de déphasage, traite le train d'impulsions numérique du générateur G dans le convertisseur précité 18, dans lequel elle transforme la série d'impulsions en tension continue. Dans l'amplificateur de réglage , cette tension continue réelle est comparée à la tension de consigne introduite. Le signal de sortie de l'amplificateur pilote les impulsions d'amorçage du triac 21 dans la commande de déphasage. Le triac 21 dose le courant et la tension du moteur universel 19 pour en maintenir la vitesse à une valeur constante. Le générateur d'impulsions G comporte une sonde à effet Hall 10, qui transforme l'intensité variable du champ magnétique de la bague d'aimant rotative 24 ou 24a en une tension de Hall correspondant à cette valeur.Un élément émetteur (circuit de mise en forme 12), monté en aval de la son-de 10, forme un train d'impulsions numérique, qui dépend de la vitesse de rotation, à partir de cette tension de Hall. Le générateur d'impulsions. composé de la sonde à effet Hall 10 et du circuit de mise en forme 12, peut être représenté par un interrupteur à effet Hall au silicium. Il est par ailleurs possible d'utiliser un cDmparateur ou un trigger de Schmitt pour le circuit de mise en forme 12. Dans l'exemple de construction représenté sur les dessins (figures 2, 3, et 6), la sonde à effet Hall IL d'une part, le comparateur ou le trigger de Schmitt d'autre part, constituent un composant enrobé dans de la résine synthétique. La bague d'aimant est polarisée sur son pourtot: externe dans l'exemple de la figure 5, axialement dans celui de la figure 6. Dans ce aernier exemple, la bride interne d'une armature plastique 25a, concentrique à l'arbre d'induit 23, s'encastre dans une rainure annulaire de la bague d1aimant 24a. Dans le cas de la polar-isation périphérique ne la bague 24, cette dernière est entourée par des bagues d'appui bilatérales 25, en forme de disque (figure 5). Le générateur d'impulsions G est logé dans un support 22, enfichable dans le carter du moteur universel 19. La figure 5 fait apparaî- tre que le support 22 présente un profil annulaire, dont la branche parallèle à l'arbre d'induit 23 constitue la partie enfichable. Comme le montrent les figures 1 à 3, le générateur d'impul sions G présente une borne positive 14, une borne négative 15 et une sortie 16, en amont de laquelle est monté un amplificateur de sortie, représenté par un transistor 13. Les impulsions du générateur G, qui correspondent à la vitesse de rotation, sont reçues par le convertisseur fréquence - tension 18 de la partie commande S sur la sortie 16, à laquelle est couplée ce convertisseur. Par une comparaison entre la valeur de consigne et la valeur réelle dans l'amplificateur de réglage , la partie S traite le train d'impulsions du générateur G pour le triac attaqué 21, qui dose par déphasage le courant et la tension du moteur universel 19. Comme le montre la figure 4, le triac est monté dans le circuit du moteur universel 19, muni du rotor 26 et du bobinage 27, et dont l'arbre d'induit 23, équipé du pignon de commande 2-, supporte un ventilateur 28. Le concept de "bague d'aimant" doit hêtre pris au sens large; il inclut également les corps magnétiques qui ne sont pas à symétrie radiale. Revendications. 1. Dispositif permettant de maintenir à une valeur à peu prés constante la vitesse de rotation choisie pour une machine de travail, telle que perceuse, marteau-piqueur ou marteau burineur, meuleuse d'angle, scie circulaire et autres, entraînée par un moteur série à collecteur (moteur universel) sous une tension ou une charge variable, avec une bague d'aimant polarisée, dont les pâles sont distants l'un de l'autre et qui tourne à une vitesse synchrone à la vitesse de rotation du moteur, ou dans un rapport constant par rapport à cette dernière, avec un générateur d'impulsions stationnaire qui balaye les pâles de cette bague, et avec une partie commande qui comporte un convertisseur fréquence - tension, un amplificateur ae réglage et une commande de déphasage, cette partie convertissant en tension le t-rain d'impulsions du générateur dans le convertisseur précité, comparant cette valeur à la tension de consigne dans l'amplificateur à gain variable et pilotant dans la commande de déphasage, en fonction de l'écart par rapport à la valeur de consigne, les impulsions d'amorçage d'un triac, qui dose le courant et la tension du moteur universel pour en maintenir la vitesse à une valeur constante, caractérisé en ce que le générateur d'impulsions (G) est constitué par une sonde à effet Hall (10), qui convertit l'intensité variable du champ magnétique de la bague d'aimant rotative (24; 24a) en une tension de Hall correspondant à cette valeur, et par un élément émetteur (circuit de mise en forme 12), qui forme un train d'impulsions numérique, dépendant de la vitesse de rotation, à partir de cette tension de Hall. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur d'impulsions (G) est un interrupteur à effet Hall au silicium. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de mise en forme (12) est un comparateur. 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de mise en forme (12) est un trigger de Schmitt. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la sonde à effet Hall (10) et le comparateur ou le trigger de Schmitt constituent un composant enrobé dans du plastique. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'un amplificateur de sortie (transistor 13) est affecté au comparateur ou au trigger de Schmitt. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisé par une polarisation axiale de la bague d'aimant (24a) (figure 6). 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bague d'aimant (24) est polarisée sur son pourtour (figure 5). 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caracterise- en ce qu'une bride interne (25b) d'une bague d'appui (25a) 9 concentrique à l'arbre d'induit /23j, s'encastre dans une rainure annulaire de la bague d'aimant (24a). 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la bague d'appui (25a) enveloppe la bague d'aimant (24a) (figure 6). 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le générateur d'impulsions (G) est logé dans un support 122; 22a), enfichable dans le carter du moteur universel (19). 12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le support (22) présente un profil angulaire, dont la branche parallèle à l'arbre d'induit (23) constitue la partie enfichable (figure 5).