Brevet FR2597250A1 — publié le 19871016

La présente invention se rapporte à un entraîneur du moteur de la broche d'un tourne-disque et plus particulièrement à des perfectionnements des caractéristiques de démarrage du moteur de la broche. La figure 1 montre un schéma-bloc d'un entraîneur de l'art antérieur pour entraîner un moteur d'un tournedisque. Sur la figure 1, le chiffre 1 désigne un moteur de la broche (ci-après appelé "moteur"), qui entraîne un ou plusieurs disques magnétiques, non représentés, le chiffre 2 10 désigne un circuit d'entraînement du moteur de la broche (appelé ci-après "circuit d'entraînement") qui entraîne le moteur 1, une paire de transistors supérieur et inférieur Q1 et Q2 étant nécessaire pour une entraîner une phase du moteur 1, et une résistance R désigne une résis15 tance de détection du courant du moteur qui est utilisée pour contrôler un courant nécessaire à la vitesse de rotation du moteur. Le chiffre 3 désigne un capteur de position d'angle de rotation nécessaire pour décider de la direction d'un courant d'entraînement du moteur 1 et pour 20 détecter une zone d'écoulement du courant d'entraînement et une vitesse de rotation du moteur utilisant par exemple, un élément à effet Hall. La sortie du capteur 3 est appliquée à un comparateur 4 de vitesse de rotation qui compare la sortie du capteur 3à la sortie d'un générateur 5 de la 25 vitesse voulue de rotation pour contrôler la vitesse de rotation du moteur 1, de manière constante. Le chiffre 6 désigne un limiteur de courant pour protéger les transistors du circuit d'entraînement 2 et le chiffre 7 désigne une alimentation en courant continu qui fournit un courant 30 nécessaire pour entrainer le moteur 1. L'art antérieur cidessus décrit est un circuit de contrôle de vitesse généralement constante de rotation du moteur et la fonction du limiteur de courant 6 sera décrite. La résistance en courant continu de l'enroulement 35 monophasé du moteur 1, en dérivation, ayant par exemple, une puissance d'environ 93 W,est d'environ 0,6 ohm. Par conséquent, si l'on ne prévoit pas le limiteur de courant 6, le courant s'écoulant vers le moteur 1 au moment du démarrage devient une valeur qui est calculée en divisant la tension à la sortie de l'alimentation en courant 7 par la résistance en courant continu et la résistance R de détection du courant, et devient, par exemple, comme cidessous. tension continue de sortie 36 (V) = 50 (A) résistance de + résistance de détection 0,6 + 0,1 l'enroulement de courant Le courant s'écoulant vers le moteur 1 est par ailleurs d'environ 3,4 A lorsque le moteur 1 est entraîné en le contrôlant à une vitesse stable de rotation telle que par exemple 3.600 t/mn et le rapport du courant entrant au moment du démarrage au courant au moment de l'état stable est important. Cela signifie que le circuit d'entraînement 2 est fortement chargé et que le prix des transistors Q1 et Q2 de l'étage final du circuit d'entraînement 2 est ainsi augmenté. A cette fin, on a utilisé le limiteur de courant 6. Comme l'entraîneur de moteur à broche de l'art antérieur pour un tournedisque magnétique est construit comme on l'a décrit ci-dessus, le circuit d'entraînement 2 est amélioré par le fonctionnement du limiteur de courant 6, mais comme ce limiteur 6 est inséré en série entre l'alimentation en courant continu 7 et la charge, c'est-àdire entre le circuit d'entraînement 2 et le moteur 1, cela présente un inconvénient parce que le courant électrique est toujours perdu,ce qui perturbe la haute efficacité d'entraînement du moteur avec la même capacité 30 d'alimentation en courant. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins 35 schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est un schéma de circuit de l'art antérieur; - la figure 2 est un schéma de circuit montrant un mode de réalisation d'un entraîneur d'un moteur d'une broche pour un tourne-disque magnétique selon la présente invention; - la figure 3 est un diagramme montrant les caractéristiques du moteur; - la figure 4 donne un schéma-bloc de l'entraîneur du moteur de la broche de l'invention; - la figure 5 est un organigramme montrant le concept du mode de réalisation de-la figure 2; - la figure 6 est un schéma de circuit montrant 15 un autre mode de réalisation d'un entraîneur du moteur de la broche pour un tourne-disque magnétique selon l'invention; et - la figure 7 est un organigramme montrant le concept du mode de réalisation de la figure 6. Sur les dessins, les mêmes symboles indiquent des pièces identiques ou correspondantes. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients de l'art antérieur ci-dessus mentionnés, et a pour objet de produire un entraîneur d'un moteur d'une 25 broche pour une tourne-disque magnétique-o la charge d'entraînement du moteur est allégée, l'efficacité d'une alimentation en courant d'entraînement est améliorée et les caractéristiques de démarrage du moteur sont encore améliorées. L'entraîneur du moteur de la broche pour le tourne-disque magnétique selon l'invention est construit, séparément d'un contrôleur de vitesse prédéterminée d'un moteur, pour ouvrir un commutateur de mise en court-circuit, prévu dans un limiteur de courant inséré en série entre une 35 alimentation en courant et une charge, c'est-à-dire entre un circuit d'entraînement du moteur de la broche et un moteur,en réponse à l'état de fonctionnement du moteur. Un mode de réalisation de la présente invention sera maintenant décrit en se référant à la figure 2. Sur la figure 2, le chiffre 8 désigne un indicateur de commutation, qui émet un signal correspondant à un temps 5 optimum préétabli d'entraînement pour mettre un limiteur de courant 6 en court-circuit par un commutateur 9 et appliquer une tension de sortie d'une alimentation en courant 7 à toutes les charges, c'est-à-dire un circuit d'entraînement 2 et un moteur I à une unité de décison 10. 10 L'unité de décision 10 compare, en amplitude, le signal à la sortie de l'indicateur 8 au signal à la sortie d'une unité Il de mesure du temps de démarrage pour mesurer le temps s'écoulant au démarrage du moteur 1 et il produit un signal appliqué au commutateur 9 pour le fermer lorsque 15 le temps s'écoulant au démarrage devient long ou devient un temps préétabli d'entrainement. La figure 3 montre le fonctionnement de ce mode de réalisation de la figure 1. L'axe des ordonnées indique la vitesse de rotation N du moteur 1 et le courant (courant 20 consommé) I s'écoulant vers le moteur 1, et l'axe des abscisses indique le temps de démarrage t. Sur le dessin, les courbes en pointillé indiquent un exemple du fonctionnement d'un entraîneur de l'art antérieur et les courbes en trait plein indiquent un exemple de fonctionnement du 25 mode de réalisation de l'invention. Le courant I reste à une valeur I car le moteur est limité pour forcer le - 1 courant à s'écouler entre les temps tO0 et t1 après démarrage du moteur et on peut ainsi comprendre que le fonctionnement du limiteur de courant 9 est efficace. Cependant, le courant est affecté par l'influence d'une force contreélectromotrice produite par la rotation du moteur 1 après le temps tl, c'est-à-dire que le courant continue à diminuer de la quantité correspondant à la réduction de tension effective appliquée au moteur 1 et 35 cet état continue jusqu'à ce que le courant atteigne une valeur stable I2 au temps t2 et alors le moteur arrive à la vitesse spécifiée de rotation N 1 Comme on peut le comprendre par ce qui précède, si la réduction de la force contre-électromotrice du moteur 1 peut être légèrement complétée, c'est-à-dire que si la tension effective du moteur 1 peut être élevée, la caractéristique de démarrage du moteur 1 peut être améliorée. Dans ce mode de réalisation, la chute de tension du limiteur de courant 6 est utilisée comme augmentation de tension effective du moteur 1. Un exemple de fonctionnement du mode de réalisation est remarquablement tel que désigné par les lignes en trait plein sur la figure 3. Par exemple, dans un exemple réel o le temps s'écoulant au démarrage établi pour fermer le commutateur est t3 = 15 secondes dans un 15 système d'entraînement d'un moteur de 93 W, avec une alimentation en tension continue de 36 V et une résistance de limiteur de courant de 2 ohms, le temps pour arriver à 3.600 t/mn de vitesse voulue de rotation du moteur est amélioré de 55 s (t2) à 25 s (t4). Dans le mode de réalisation ci-dessus décrit, on a décrit un exemple selon lequel un limiteur de courant est contrôlé pour être ouvert et fermé aux deux extrémités du limiteur. Cependant, pour obtenir une caractéristique plus régulière de démarrage du moteur, un nombre approprié 25 de limiteurs de courant insérés en série peut être choisi, dont l'ouverture et la fermeture peuvent être contrôlées. Selon la présente invention décrite ci-dessus, le. circuit d'entraînement du moteur est construit pour utiliser la chute de tension des limiteurs de courant insérés en série entre l'alimentation en courant continu et la charge en tant que tension effective du moteur dans une gamme après que le moteur de la charge soit arrivé au temps spécifié d'entraînement. Par conséquent-, le circuit d'entraînement du moteur est peu coûteux et permet d'écono35 miser le courant électrique et d'améliorer les caractéristiques de démarrage du moteur. La figure 4 montre un exemple appliqué à- un produit réel. Le chiffre 20 désigne un micro-ordinateur à 8 bits (yCPU) qui utilise, par exemple, M5L80390 fabriqué par Mitsubishi Electronic Corp. Le chiffre 21 désigne une mémoire morte (ROM) qui utilise,par exemple,la M5L2764K fabriquée par Mitsubishi Electronic Corp. Le chiffre 22 désigne un temporisateur à intervalles programmables (PIT) qui utilise par exemple, M5L8253P fabriqué par Mitsubishi Electronic Corp. Le chiffre 23 désigne un commutateur en octal (OLS) qui est habituellement utilisé dans un système de micro-ordinateur. Cet exemple fonctionne comme suit. Lorsque le moteur 1 de la broche de la figure 2 commence à tourner, le capteur 3 produit une impulsion par tour du moteur et commence à appliquer un signal au micro15 ordinateur 20 de la figure 4. Le micro- ordinateur 20 fait fonctionner la ROM 21 et le PIT 22 et la ROM 21 applique un signal correspondant au temps préétabli de commutation au PIT 22 en réponse à l'instruction du micro-ordinateur 20. Le capteur 3 applique un signal au micro-ordinateur 20 20 en réponse à la vitesse de rotation du moteur démarré et le micro-ordinateur 20 applique un signal en réponse à la vitesse de rotation du moteur, à la ROM 21 et au PIT 22 par l'OLS 23. La ROM 21 donne l'instruction de commencer à mesurer le temps au PIT 22 et le PIT 22 reçoit un signal 25 correspondant à un temps de référence, de la ROM 21 et un signal correspondant à la vitesse de rotation du moteur et émet des signaux correspondant aux durées des impulsions des deux signaux appliqués au micro-ordinateur 20. Le micro- ordinateur 20 compare les deux signaux, et applique au commutateur 9 un signal pour le fermer lors de l'arrivée à des conditions prédéterminées. La figure 5 est un organigramme montrant l'opération ci-dessus décrite, montrant que l'instruction de fermeture du commutateur se fait lorsqu'un temps prédéterminé est écoulé après démarrage du moteur. Sur la figure 5, a désigne démarrage moteur broche, b désigne lire valeur instruction vitesse commutation (NC), c désigne instruction fermer commutateur. La figure 6 donne un schéma-bloc montrant la construction d'un autre mode de réalisation de l'invention o les mêmes symboles que ceux de la figure 1 montrant un entraîneur de l'art antérieur indiquent des pièces identiques ou correspondantes. Le chiffre 12 désigne un indicateur de vitesse de rotation de commutation, le chiffre 9 désigne un commutateur et le chiffre 13 désigne une unité de décision. L'indicateur 12 est établi pour émettre un signal lorsque la vitesse de rotation du moteur I de la broche arrive à une valeur prédéterminée, l'unité de décision 13 compare le signal à la sortie d'un capteur 3 de position d'angle de rotation au signal à la sortie de l'indicateur 12 et décide que la vitesse de rotation du moteur 1 dépasse la vitesse de rotation 15 établie à l'indicateur 12 pour émettre un signal. Le commutateur 9 est connecté en parallèle à un limiteur de courant 6 et est fermé en réponse au signal à la sortie de l'unité de décision 13. Le fonctionnement de ce mode de réalisation sera 20 décrit en se référant à la figure 3. Le courant I s'écoulant vers le moteur 1 est limité à I1 par le limiteur de courant 6 entre tO0 et t1 immédiatement après démarrage du moteur 1 et le limiteur 6 fonctionne efficacement. Cependant, comme la vitesse de rotation N 25 du moteur augmente graduellement après le temps t1 et que la force contre-électromotrice du moteur augmente, le courant I s'écoulant vers le moteur diminue graduellement. Lorsque la vitesse de rotation N du moteur 1 arrive alors à la vitesse de rotation Nc établie à l'indi30 cateur 12, l'unité 13 de décision produit un signal. Ainsi, le commutateur 9 est fermé pour mettre le limiteur de courant 6 en court-circuit. Comme la pleine tension de l'alimentation en courant continu 7 est appliquée au circuit d'entraînement 2 du moteur de la broche à ce moment, 35 le courant I s'écoulant vers le moteur augmente de manière brusque à partir du temps t3, mais tandis que le courant I augmente, la vitesse de rotation N augmente également. Par conséquent, le courant I s'écoulant vers le moteur diminue rapidement. La vitesse N de rotation du moteur devient la vitesse spécifiée de rotation N1 au temps t4 et le courant I s'écoulant vers le moteur devient un courant nominal 12. Dans l'entraîneur de l'art antérieur, le courant s'écoule continuellement vers le limiteur 6 et seule la tension calculée en soustrayant la chute de tension du limiteur de courant de la tension d'alimentation en courant continu est appliquée au circuit d'entraînement 2 du moteur. Ainsi, la vitesse de rotation N du moteur devient la vitesse spécifiée de rotation N1 au temps t2 et le courant I s'écoulant vers le moteur devient un courant nominal 12 désigné par les courbes en pointillé 15 sur la figure 3. Plus particulièrement, on suppose, par exemple, qu'une alimentation en courant continu 7 de 36 est préparée pour le moteur de la broche de 93 W et que la résistance du limiteur de courant 6 est de 2 ohms. Si l'indicateur 20 de vitesse de rotation de commutation 12 est établi à 2. 000 t/mn lorsque la vitesse nominale de rotation du moteur 1 est de 3.600 t/mn, le temps de démarrage de l'entraîneur de l'art antérieur est de 55 secondes à t2 tandis que pour ce mode de réalisation, il peut être 25 écourté à 25 secondes à t4. Comme le limiteur de courant 6 reste en courtcircuit tant que le moteur 1 tourne à la vitesse de rotation supérieure à la valeur de Nc établie à l'indicateur 12, cela permet d'éliminer l'inconvénient du limiteur 30 de courant 6 qui consomme du courant. Ainsi, dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, on peut obtenir les mêmes avantages que ceux du premier mode de réalisation de la figure 2. Par ailleurs, une application de l'invention à un 35 produit réel peut être accomplie en appliquant le mode de réalisation de la figure 4. En d'autres termes, lorsqu'un signal impuisionnel du capteur 3 est produit pour un tour du moteur 1, le nombre d'impulsions est moindre dans le temps établi lorsque le moteur est démarré et le nombre d'impulsions produites augmente tandis que la vitesse du moteur augmente. Par conséquent, lorsque le nombre 5 d'impulsions est mesuré, ce but peut être atteint. La figure 7 est un organigramme de ce cas, o a désigne le démarrage du moteur de la broche, b la lecture du temps de fermeture du commutateur (t3) et c l'instruction de fermer le commutateur, au moment o la vitesse 10 de rotation du moteur arrive à une valeur prédéterminée. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Entraîneur d'un moteur d'une broche pour un tourne-disque, caractérisé en ce qu'il comprend: un moteur (1) de la broche pour entraîner un disque magnétique, un capteur (3) de position d'angle de rotation pour émettre un signal en réponse à la rotation dudit moteur, un générateur (5) de vitesse de rotation voulue 10 pour établir la vitesse de rotation voulue dudit moteur pour émettre un signal, un comparateur (4) de vitesse de rotation pour comparer le signal à la sortie dudit capteur au signal à la sortie dudit générateur de vitesse voulue de rotation pour appliquer un signal de commande au circuit d'entrainement du moteur pour faire fonctionner ledit moteur à une vitesse prédéterminée de rotation, une résistance (6) de limitation de courant insérée dans le circuit d'alimentation en courant dudit moteur et 20 mettant le commutateur prévu sur la résistance en court-circuit, une unité (12) d'instruction de commutation pour établir la condition de fermeture du commutateur en un temps prédéterminé après démarrage dudit moteur pour 25 émettre un signal en réponse à la condition et - une unité de décision (10) pour comparer le signal à la sortie du capteur au signal à la sortie de l'unité d'instruction de commutation pour fermer le commutateur lorsque la condition de fermeture du commutateur 30 est accomplie. 2.- Entraineur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de décision ferme le commutateur (9) lorsqu'un temps prédéterminé s'est écoulé après démarrage du moteur. 3.- Entraîneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de décision ferme le commutateur (9) lorsque le moteur a atteint une vitesse prédéterminée de rotation après son démmarrage.