Brevet FR2613886A1 — publié le 19881014

La présente invention concerne un ensemble moteur à commande directe destiné à être utilisé pour l'entraînement des articulations d'un robot du type à articulations mul- tiples, etc. Un ensemble d'entraînement comportant un moteur à courant continu et un ralentisseur est utilisé le plus souvent pour l'entraînement des articulations d'un robot du type à articulations multiples et analogues, dans lequel une faible vitesse et un couple élevé sont nécessaires. Cependant, un système idéal est du type à commande directe, utilisant un moteur à induction, pour des raisons portant sur la durée de vie des balais, la présence d'un ralentisseur pour le moteur à courant continu et la néces- sité de la présence d'une huile lubrifiante. On connait déjà un circuit pour commander un Sel moteur dans lequel un courant d'excitation circulant dans le bobinage du moteur est détecté par un circuit de détec- tion de courant électrique. La différence entre le courant ainsi détecté et une intensité de courant prédéterminée correspondant à une instruction est transmise à un circuit amplificateur électrique, et un courant d'excitation cir- cule dans le bobinage du moteur afin que le signal diffé- rentiel s'annule, par utilisation d'un signal modulé en largeur d'impulsions. Dans le circuit de commande du type décrit précédem- ment, le circuit de détection de courant a de préférence un degré élevé de précision et de capacité d'isolement, et une structure simple. On connait déjà un dispositif de détection de la rotation d'un tel moteur comprenant un codeur optique rota- tif ou un résolveur magnétique. Le dispositif de détection de la rotation du moteur peut de préférence détecter la position en rotation, la vitesse de rotation, et la posi- tion des pôles magnétiques du moteur, avec une résolution élevée. En outre, le dispositif de détection de la rotation du moteur peut de préférence détecter facilement le point d'origine de la position en rotation. On connait déjà, comme circuit de réglage de la rotation du moteur, un dispositif dans lequel la vitesse de rotation du moteur et sa position en rotation sont réglées avec rétroaction en fonction d'un signal de détection pro- venant du dispositif de détection de la rotation. Un cir- cuit de réglage du type décrit peut de préférence régler les ensembles d'asservissement en fonction des conditions d'utilisation du moteur, par exemple de la fréquence carac- téristique du moteur ou de l'inertie de la charge. On connait déjà, comme dispositif d'arrêt du moteur, un dispositif dans lequel le bobinage du moteur est décon- necté du circuit de commande lorsque le moteur est arrêté afin d'engendrer un court-circuit, si bien que le moteur s'arrête par consommation de l'énergie cinétique par effet Joule dans la résistance du bobinage. Dans un dispositif d'arrêt du type décrit, lorsgue le moteur tourne à grande vitesse, la différence de phase (appelée dans la suite en abrégé "phase p") entre le cou- rant et la tension d'excitation devient importante étant donné l'inductance du bobinage. En conséquence, l'énergie cinétique ne peut pas être efficacement consommée. Le mo- teur qui est utilisé pour l'entraînement des articulations d'un robot s'arrête dans diverses plages de vitesse de rotation. En conséquence, un dispositif d'arrêt du type décrit précédemment ne convient pas dans cette application. On connait l'utilisation de fentes rectangulaires, formées dans un codeur optique, comme dispositif de détec- tion d'une rotation. Cependant, comme une telle fente rectangulaire crée une distribution spatiale de la lumière transmise, avec une configuration rectangulaire, un dispositif de détection de la lumière reçoit cette lumière avec une répartition rec- tangulaire. En conséquence, le signal de détection contient en principe des harmoniques supérieurs. Si le signal de détection du type décrit est utilisé pour le réglage du moteur, les signaux de position et de vitesse comprennent des ondulations. En conséquence, le fait que le moteur ne peut pas tourner régulièrement pose un problème. Comme indiqué précédemment, le moteur à commande directe doit remplir de nombreuses conditions. Cependant, on n'a pas encore réalisé de systèmes remplissant simulta- nément toutes les conditions indiquées. L'invention a pour but la réalisation d'un moteur à commande directe remplissant simultanément toutes les con- ditions indiquées. L'ensemble de moteur à commande directe selon l'in- vention comporte une partie formant moteur, une partie de détection de rotation, une partie de réglage de position, une partie de réglage de vitesse, un circuit de commande et une partie d'accord. La partie formant moteur comprend un moteur du type à inducteur alors que la partie de détection de rotation comporte un codeur optique ou un résolveur magnétique. La partie de réglage de position règle;la position du moteur en rotation par rétroaction à l'aide d'un circuit d'asservissement triple mettant en oeuvre un logiciel. Le circuit de commande comporte une boucle de réglage par rétroaction de l'intensité du courant du bobi- nage du moteur et le circuit de détection de ce courant comprend un isolateur de petits signaux. La partie d'accord est destinée à accorder les systèmes d'asservissement de la partie de réglage de position et de la partie de réglage de vitesse. Grâce aux caractéristiques précédentes, l'ensemble selon l'invention remplit simultanément les diverses condi- tions qui doivent être respectées dans le cas d'un moteur à commande directe. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma synoptique représentant la structure d'un ensemble de moteur à commande directe selon l'invention; - la figure 2 est un schéma synoptique, avec des parties représentées sous forme schématique, d'un exemple de structure de l'ensemble de moteur à commande directe selon l'invention, représenté sur la figure 1; - les figures 3(a) et 3(b) représentent un exemple de structure particulière d'une partie formant moteur; - la figure 4 est un schéma représentant un exemple de structure particulière de circuit de détection de cou- rant d'un circuit de commande; - les figures 5 à 7(c) sont respectivement un gra- phique, un schéma et trois autres graphiques illustrant le fonctionnement du circuit représenté sur la figure 4; - les figures 8 à 10 sont respectivement une pers- pective schématique, un schéma représentant la disposition de certains éléments et un schéma électrique illustrant un exemple de la structure de la partie de détection de rota- tion; - la figure 11 est un exemple de table de gain conservée dans une partie de réglage de position; - la figure 12 est un schéma de la structure d'une partie essentielle de l'ensemble selon un autre mode de réalisation de l'invention; - les figures 13 et 14 sont des schémas de circuits équivalents de la partie de commande représentée sur la figure 12; - les figures 15(a) et 15(b) sont des diagrammes en fonction du temps représentant des caractéristiques d'une partie d'arrêt; - la figure 16 est un schéma d'un autre exemple de structure de fentes utilisée dans la partie de détection de rotation des figures 8 à 10; - les figures 17 et 18 sont des schémas représentant la configuration des fentes de l'ensemble de la figure 16; - la figure 19 est un schéma d'un autre exemple de structure de partie de détection de rotation utilisée dans l'ensemble de l'invention; - la figure 20 représente des diagrammes en fonction ' du temps illustrant le fonctionnement du circuit 'de la figure 19; - la figure 21 est une vue composite représentant la forme d'onde d'un signal de sortie obtenu à l'aide d'un codeur ayant de fentes formées en onde sinusoïdale; - les figures 22(a) et 22(b) représentent un autre exemple de structure de la partie de détection de rotation utilisée dans l'ensemble de l'invention; - la figure 23 est un schéma du circuit du disposi- tif représenté sur les figures 22(a) et 22(b); - la figure 24 est une vue schématique d'un exemple de circuit à compteur du dispositif des figures 22(a) et 22(b); - les figures 25(a) et 25(b) sont respectivement une vue en élévation frontale et une vue en élévation latérale schématique en coupe de la partie de détection de rotation utilisée dans l'ensemble selon l'invention; et, - les figures 26 à 28 sont des schémas d'exemplesjde circuits de détection utilisés dans la partie de détection de rotation des figures 25(a) et 25(b). La figure 1 est un schéma synoptique représentant la structure d'un ensemble à moteur de commande directe selon un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, la référence 100 désigne une partie formant moteur, et la référence 200 un circuit de commande destiné à faire tourner cette partie 100. La référence 300 désigne une partie de détection de la rotation de la partie formant moteur. Cette partie 300 de détection de rota- tion comporte par exemple un codeur 300 et un circuit d'interface de codeur 3002 La référence 400 désigne une partie de réglage de vitesse destinée à régler la vitesse de rotation de la partie 100 par rétroaction. La référence 500 représente une partie de réglage de la position de la partie 100 en rotation, par rétroaction. La référence 600 désigne une partie d'accord destinée à régler les ensembles d'asservissement de la partie 400 de réglage de vitesse et de la partie 500 de réglage de position. La structure particulière des éléments décrits pré- cédemment est représentée sur la figure 2. Sur celle-ci, les références identiques à celles de la figure précédente désignent des éléments analogues. Sur la figure 2, la partie 100 formant moteur com- prend un moteur triphasé du type à inducteur dans lequel un rotor est disposé à l'extérieur alors qu'un stator est placé à l'intérieur. La structure particulière de la partie 100 formant moteur est représentée sur les figures 3(a) et 3(b). La figure 3(a) est une vue en élévation frontale de la partie 100 et la figure 3(b) est une vue en coupe de celle-ci. Le rotor est placé à l'extérieur et le stator à l'intérieur afin que le rayon du rotor du moteur soit important. De plus, un aimant statique est placé du côté du stator. La référence 101 désigne un stator interne qui com- porte deux organes magnétiques 0lla et 0llb, un aimant statique 102 (aimant permanent ou électro-aimant) et un bobinage d'excitation décrit dans la suite. , Chaque organe magnétique 0lla et 101b a six pôles en saillie 103a à 105a, 103a à 105a, 103b à 105b et 1 2 2 1 1 103b à 105b. A chaque extrémité antérieure des pôles en 2 2 saillie, des dents de pas P sont disposées. Les dents des pôles saillants voisins, par exemple les dents des pôles 103a et 104a, sont décalées mutuellement d'un tiers de pas (P/3). D'autre part, les pôles en saillie des deux organes magnétiques 10la et 10lb placés en regard, tels que la pôles 103a1 et 103b, sont disposés pour se trouver dans la même phase. Les reférences 106a à 106c et 107a à 107c représentent des bobines d'excitation qui sont montées en série deux par deux, c'est-à-dire par paires de bobines 106a et 107a, 106b et 107b, et 106c et 107c. La référence 108 désigne un rotor formé d'un matériau magnétique, ayant de dents de pas P à l'intérieur. Le rotor 108 comporte des organes 108a et 108b dont les dents sont décalées d'un demi-pas. Le moteur ayant la construction indiquée tourne lorsque des courants (sinusoïdaux, pulsés ou analogues) déphasés de 120 circulent dans les bobines d'excitation 106a et 107a, 106b et 107b et 106c et 107c. Le sens de rotation du moteur peut être commuté par changement de l'avance ou du retard des phases des courants. Le flux créé par l'aimant statique 102 et le flux créé par la bobine d'excitation 106a s'ajoutent ou se retranchent au niveau des entrefers 109a et 109b. En conséquence, le moteur est de type pulsé qui tourne avec une résolution élevée. Comme le flux créé par l'aimant statique 102 correspond à la moitié du flux nécessaire à la rotation de ce moteur à impulsions, la consommation d'électricité peut rester faible et le rendement est ainsi accru. L'aimant permanent utilisé comme aimant statique est placé du côté du stator car la densité de flux magnétique à la surface de l'aim4nt est faible, c'est-à-dire qu'elle est au plus de 1 T (tesla), si bien que l'aimant permanent doit avoir une certaine dimension mais, s'il est disposé du côté du rotor, l'épaisseur de celui-ci en direction radiale devient éle- vée. Le nombre de pôles en saillie peut être choisi égal à des multiples de trois autres que six. Le moteur décrit précédemment peut créer un couple très important, en comparaison de celui d'un moteur de même diamètre externe et de même diamètre d'arbre. On se réfère à nouveau à la figure 2 pour la des- cription du circuit de commande 200. Les références 201 et 202 du circuit de commande 200 représentent des circuits de détection des courants d'ex- citation qui circulent dans les bobines L et L de la 1 2 partie formant moteur. Les références 203 et 204 représen- tent un circuit de soustraction destiné à donner la diffé- rence entre la valeur de l'instruction d'intensité prove- nant de la partie 400 de réglage de vitesse et les intensi- tés des courants détectés par les circuits de détection de courant 201 et 202. La référence 205 désigne un circuit amplificateur dont le rôle est de mettre un transistor d'un circuit d'excitation 207 à l'état conducteur ou non conduc- teur par transmission d'un signal modulé en largeur d'im- pulsions engendré par un circuit générateur 206, ce signal étant engendré en réponse à dessignaux provenant des cir- cuits 203 et 204 de soustraction. En conséquence, un cou- rant sinusoïdal triphasé circule dans le moteur de telle sorte que le courant différentiel des circuits 203 et 204 de soustraction devient nul. La figure 4 représente la structure des circuits 201 et 202 de détection de courant. Sur la figure 4, la référence X représente un i circuit d'entrée, la référence X représente un circuit de sortie et la référence TR désigne un transformateur. Le transformateur TR comporte un enroulement pri- maire n1 auquel est connecté le circuit d'entrée X,.un enroulement secondaire n2 auquel est connecté le circuitX2 et un troisième enroulement n placé entre l'enroulemdnt primaire n1 et l'enroulement secondaire n2. Les références d et d du circuit X d'entrée i 2 désignent des bornes d'entrée qui sont reliées a une ligne Z par laquelle circule le courant d'excitation indiqué sur la figure 2. La référence r désigne une résistance montée entre les bornes d'entrée d et d. Les courants I d'excitation 1 2 des bobinages L et L du moteur passent dans la résistance ! 2 r. Un circuit série formé par une résistance R et un condensateur C est relié en parallèle à la résistance r. i La valeur de la résistance r est par exemple de 5 m2 envi- ron, et elle est suffisamment faible par rapport à la valeur de la résistance R1. En outre, un circuit série formé par un circuit D1 ayant des diodes en parallèle et l'enroulement primaire n est connecté au condensateur C 1 i en parallèle. Le circuit D comporte des diodes Dl et D12 1 il 12 qui sont connectées en parallèle afin qu'elles aient des polarités inverses. Les références d et d du circuit de sortie X 3 4 2 représentent des bornes de sortie. Un circuit en série formé par un filtre passe-bas F, une résistance R et un condensateur C est connecté entre les bornes de sortie d 2. 3 et d4. Un circuit série formé par un circuit à diodes D2 montées en parallèle et l'enroulement secondaire n est connecté aux deux extrémités d'un condensateur C qui forme un dispositif de détermination de moyenne. Le circuit D a diodes en parallèle est constitué de la même manière que le circuit D. La relation entre la tension e et l'intensité i du 1 i courant qui circule dans les circuits à diodes D et D est 1 2 indiquée sur la figure 5, et varie d'une manière non li- néaire. La référence OS désigne un générateur d'impulsions qui est relié au troisième enroulement n par une résis- tance R et un condensateur C. 3 3 Dans le circuit ainsi réalisé, lorsque le rapport des nombres de spires du primaire n et du secondaire n2 du i 2 transformateur TR est égal à 1/1, et lorsque des signaux pulsés positifs et négatifs symétriques sont appliqués au troisième enroulement n3, le circuit équivalent devient celui qui est représenté sur la figure 6. Dans le circuit équivalent de la figure 6, la ten- sion d'entrée E devient égale à rI (la valeur de la résis- i tance r est aussi représentée par le symbole r). Des commutateurs S et S assurent la commutation i 2 des diodes D, D, D et D22. Lorsqu'une impulsion Dll'- D21 22 positive provenant du générateur OS est appliquée aux com- mutateurs S et S2, ils sont reliés du côté d'un contact g (les diodes Dl et D2 conduisent). D'autre part, lors- qu'une impulsion négative est appliquée aux commutateurs S et S2, ceux-ci sont reliés du côté d'un contact g (les 2 3 diodes D2 et D22 conduisent). De plus, dans le cas o 12 22, aucune impulsion n'est appliquée, les commutateurs S et S 1 2 sont reliés du côté du contact g2 (aucune diode ne con- duit). Chacune des diodes Dl à D22 est représentée par la 1i 22 connexion en série d'un tension A dans le sens direct et d'une résistance cinétique r (résistance dans le sens direct). Lorsqu'une impulsion positive i est appliquée par o le générateur OS, les commutateurs S et S prennent l'état i 2 équivalent (les diodes Dl et D conduisant) à celui dans il 21 lequel ils sont connectés au contact g1, si bien que l'im- pulsion i est transmise du côté de la diode Dl et de la o il diode D d'une manière telle que des courants d'intensités égales i /2 circulent des deux côtés précités. Dans cet o état, une tension de sortie E01, entre les bornes de sortie d3 et d4, peut être représentée par l'équation 1. i Eo1 = Ei + à + (rl - r21) -21... En outre, lorsque l'impulsion négative i (l'ampli- o tude est supposée la même que dans le cas positif) est appliquée, une tension de sortie E2, entre les bornes de sortie d et d peut être représentée par l'équation 2. 3 4 'i. E0=Ei - A j- io (ro + E02 = Ei - A12 - - (r12 r22) A22...2 L'application des impulsions positives et négatives par le générateur OS comme représenté sur la figure 7(a), avec une période de répétition T, lorsque les capacités des condensateurs C et C sont suffisamment grandes pour que 1 2 la variation de potentiel due à la charge ou à la décharge des impulsions soit faible, la tension de sortie E devient o la moyenne de E1 et E2 si bien qu'elle peut être exprimée 01 02 par l'équation 3, déterminée à partir des équations 1 et 2: 2: E =Eo1 + Eo2 Eo = 2 = Ei + 2 (A11 - A12 - A21 + A22) + - (r11 - r12 - r21 + r22) Si, dans l'équation 3, les conditions suivantes sont res- pectées: Al = A12, A21 A22 ril = r12, r21 r22 le second et le troisième terme s'annulent, c'est-à-dire que la tension de sortie E et la tension d'entrée E o i deviennent les mêmes. En conséquence, la tension E. trans- i mise au circuit d'entrée peut être obtenue du côté du circuit de sortie d'une manière assurant l'isolement élec- trique. Les conditions représentées par l'équation 4 peuvent être facilement obtenues par utilisation de la même partie pour les dispositifs Dl et D12 et pour les dispositifs D21 il 12 21 et D qui forment les circuits à diodes en parallèle, ou par maintien d'une température déterminée. Les figures 7(a) à 7(c) représentent des formes d'onde obtenues lors de l'actionnement du circuit de la figure 6, la figure 7(a) représentant des impulsions ayant des polarités positives et négatives, la figure 7(b) repré- sentant les courants répartis du côté D et du côté D des circuits à diodes en parallèle, et la figure 7(c) représén- tant la tension de sortie dont l'amplitude correspondant à l'ondulation de la tension de sortie E est représentée o sous forme exagérée. On se réfère à nouveau à la figure 2 pour la des- cription de la structure de la partie 300 de détection de rotation. On décrit la structure du circuit d'interface de codeur 3002. La figure 8 représente un exemple de structure de ce circuit d'interface de codeur 300 Sur la figure 8, la référence 301 désigne une plaque annulaire de codage ayant des fentes qui laissent passer la lumière et sont disposées en deux étages formant des séries circonférentielles, les fentes ayant un pas prédéterminé. La série des fentes externes comporte m fentes 302 lais- sant passer la lumière alors que la série des fentes inter- nes comprend m fentes 303. Ces séries 302 et 303 sont destinées à détecter le déplacement des dents du rotor 108 et du stator 101 du moteur. Des fentes S sont destinées à détecter le point d'origine dans des positions, à l'exté- rieur de la série 302, si bien que la position de la plaque 301 en rotation peut être détectée. Cette plaque codée 301 est destinée à tourner avec l'arbre de sortie du moteur. Les références 304 et 305 représentent des sources de lumière, alors que les références 306 et 307 désignent des lentilles destinées à mettre les faisceaux des sources 304 et 305 sous forme parallèle. La lumière transmise par la lentille 306 atteint les fentes 302 et S alors que la lumière passant dans la len- tille 307 atteint les fentes 303. La référence 308 désigne un capteur d'image qui reçoit la lumière (image d'une fente) transmise par les fentes 302 et qui comporte par exemple huit photodiodes 308 à 308 qui forment un réseau. Les symboles G et G 1 8 1 2 désignent de photodiodes destinées à détecter les faisceaux lumineux passant par les fentes S. La référence 309 désigne un capteur d'image destiné à recevoir la lumière (une image d'une fente) transmise kar les fentes 303, le capteur 309 étant formé par exemple par huit photodiodes 309 à 309 formant un réseau. 1. 8 Ces photodiodes sont disposées, comme représenté sur la figure 9, à l'intérieur d'une zone ayant la dimension d'un pas P' entre deux fentes. La référence 310 désigne un circuit de traitement de signaux dans lequel la relation entre les positions du rotor 108 et du stator 101 du moteur est déterminée d'après les signaux de détection provenant des photodiodes 308 à 308 et des photodiodes 309 à 309 8 i 8 La figure 10 représente un exemple d'un tel disposi- tif de réglage. Sur la figure 10, les références SWi à SW8 représen- tent des interrupteurs destinés à permettre l'obtention successive des signaux des photodiodes correspondantes 308 à 308 et des photodiodes 3091 à 3098 avec un minutage 8 1 8 prédéterminé. Les références 311 et 312 représentent des amplifi- cateurs opérationnels destinés à amplifier les signaux qui leur sont appliqués par les interrupteurs correspondants SW1 à SW8. Les signaux de sortie des amplificateurs 311 et 312 constituent une forme d'onde ayant une configuration à gradins. Chaque hauteur des ondes est déterminé par le nombre de photodiodes qui ont détecté la lumière. On se réfère à nouveau à la figure 2 pour la des- cription du circuit d'interface de codeur 300 2 Des filtres passe-bas 313 et 314 du circuit 3002 extraient les composantes à basse fréquence des signaux de sortie des amplificateurs 311 et 312. Des comparateurs 315 et 316 conforment les signaux de sortie des filtres 313 et 314. Des compteurs 317 et 318 comptent la période des formes d'onde des signaux de sortie des comparateurs 315 et 316. La référence 319 désigne un compteur de déphasage destiné à compter la différence de phase entre les formes d'onde de sortie des comparateurs 315 et 316. On décrit maintenant la structure de la partie 400 de réglage de vitesse. - La référence 401 de la partie 400 représente iun commutateur assurant la commutation entre le mode de ré- glage de vitesse et le mode de réglage de position. Le commutateur 401 est réglé sur le contact h lorsque le i réglage de vitesse est réalisé et sur le contact h lorsque le réglage de position est réalisé. La référence 402 dé- signe un convertisseur fréquence-tension destiné à trans- former le signal de sortie du circuit 3002 d'interface de codeur en un signal de vitesse. - La référence 403 désigne un circuit de soustraction recevant le signal provenant du commutateur 401 (et consti- tuant une valeur de vitesse d'instruction) et un signal du convertisseur fréquence-tension. 402. La référence 404 désigne un convertisseur numérique- analogique multiplicateur dans lequel le gain est converti en réponse à un signal numérique, si bien que des signaux analogiques d'entrée sont amplifiés. Un signal de réglage du gain est transmis par la partie 500 de réglage de posi- tion ou par la partie 600 d'accord. La référence 405 désigne un circuit limiteur de réglage de tension qui limite le signal de sortie du cir- * cuit 404 de gain à une limite supérieure prédéterminée ou à une limite inférieure prédéterminée. Les références 406 et 407 désignent des convertis- seurs numériques-analogiques multiplicateurs qui reçoivent un signal du circuit limiteur 405 et transmettent des signaux de courant Isin8e ou Isin(ee+120 ), constituant une instruction d'intensité, aux circuits 203 et 204 de sous- traction en fonction du signal de commande de commutation provenant de la partie 500 de réglage de position (le symbole I désigne l'intensité d'un courant). On décrit maintenant la structure de la partie 500 de réglage de position. Dans cette partie 500, la référence 501 désigne un compteur destiné à créer un signal d'instruction de posi- tion en fonction d'un signal pulsé d'instruction de posi- tion et d'un signal de sens de rotation. La référence $02 désigne un commutateur relié à un contact k en mode normal i et relié, en mode de test, à un contact k qui reçoit un signal de test provenant d'un dispositif générateur conve- nable 502'. La référence 503 désigne un circuit de soustraction qui forme la différence entre un signal provenant du commu- tateur 502 (jouant le rôle d'un signal d'instruction de position) et un signal du dispositif 504 de détection de position. La référence 505désigne un dispositif de réglage de position destiné à régler le gain du convertisseur multi- plicateur 404 en fonction d'un paramètre lu dans une table 506 de gain en fonction d'un signal provenant de la partie d'accord 600. Le dispositif 505 de réglage de position forme un ensemble d'asservissement triple assurant une régulation par intégration, proportionnelle et par dériva- tion à l'aide d'un logiciel. La table de gain 506 comporte, comme représenté sur la figure 11, une table dans laquelle l'inertie J de la charge du moteur, la fréquence caractéristique fn de l'en- semble de réglage de position et les valeurs les plus convenables de paramètres de commande Xil, X12, X13 corres- pondant à l'inertie J de la charge et à la fréquence carac- téristique fn se correspondent. La table 506 de gain com- porte une table de réglage de vitesse et une table de réglage de position, et chaque table de réglage de vitesse et la table de réglage de position comprennent une table de commande P (proportionnelle) et une table de commande I (par intégration). La référence 507 désigne un dispositif de commande de la commutation du moteur par application de signaux aux circuits multiplicateurs 406 et 407 en réponse à un signal provenant du circuit d'interface de codeur 3001. La réfé- rence 508 désigne un convertisseur numérique-analogique destiné à transformer un signal de sortie du dispositif 505 de réglage de position. La référence 509 désigne un circuit d'échantillonnage et de maintien destiné à traiter le i- gnal de sortie du convertisseur numérique-analogique 5083et à le transmettre à la partie d'accord 600. Lorsque le réglage de vitesse est réalisé, le commu- tateur 401 est placé sur le contact h si bien que la i différence entre le signal analogique d'entrée de vitesse constituant une valeur d'instruction de vitesse et un si- gnal de vitesse provenant du convertisseur fréquence- tension 402 est obtenue par le circuit de soustraction 403. Le gain du multiplicateur convertisseur numérique-analo- gique 404 est réglé à l'aide d'une valeur d'un paramètre de réglage lue dans la table de gain 506 à l'aide de commuta- teurs 601 et 602 décrits dans la suite. Lorsque le réglage de position est réalisé, le com- mutateur 401 est relié au contact h et le commutateur 502, au contact k. La différence entre le signal d'instruction de position provenant du compteur 501 et le signal de sortie du dispositif 504 de détection de position est formé par le circuit 503 de soustraction. Dans le dispositif 505 de réglage de position, un paramètre de réglage est lu dans la table 506 de gain à l'aide des commutateurs 601 et 602. Le paramètre de commande ainsi lu est utilisé pour le réglage du gain du circuit 404, par mise en oeuvre d'un algorithme de réglage de position. On décrit maintenant la structure de la partie d'ac- cord 600. Dans la partie d'accord 600, les références 601 et 602 représentent des commutateurs d'accord d'asservisse- ment. Le commutateur 601 est un commutateur de réglage d'une fréquence caractéristique fn à plusieurs pas dans une plage prédéterminée. Par exemple, la fréquence caractéris- tique est réglée en seize pas dans une plage allant de 5 à 20 Hz à l'aide de ce commutateur 601. La référence 602 désigne un commutateur de réglage de l'inertie J à plusieurs pas dans une plage prédéterminée. Lorsque fn et J sont réglés à l'aide de ces commuta- teurs 601 et 602, une valeur du paramètre de commande convenant le mieux aux valeurs réglées de fn et J est 4ue dans la table de gain 506. $ Lorsque le réglage de position est réalisé à l'aide des commutateurs 601 et 602, le dispositif 605 de réglage de position règle le gain du circuit 404 en fonction de la valeur du paramètre de commande lue dans la table de ré- glage de position. Lorsque le réglage de vitesse est réali- sé, le gain est réglé par transmission du paramètre de commande.lu dans la table de réglage de vitesse, au multi- plicateur convertisseur numérique-analogique 404. La référence 603 désigne un commutateur destiné à commander le commutateur 502. La référence 604 désigne un commutateur destiné à commander le commutateur 401. La référence 605 désigne un commutateur destiné à changer le réglage de vitesse et le réglage de position en mode par intégration ou proportionnel. Une table de fonctionnement par intégration et une table de fonctionnement proportion- nel de la table de gain 506 sont commutées à l'aide du commutateur 605. Lorsqu'un bras de robot est commandé par un moteur à commande directe, un réglage du fonctionnement par intégration est réalisé pour le positionnement du bras du robot, alors qu'un réglage de type proportionnel (ré- glage de conformité) est réalisé lors de la tenue d'un objet. La référence 606 désigne une borne de sortie de contrôle destinée à donner un signal de sortie de la partie 500 de réglage de position par l'intermédiaire d'un circuit d'échantillonnage et de maintien 402. Le signal de sortie ainsi obtenu parvient à un dispositif d'affichage, par exemple un oscilloscope, afin qu'il puisse être controlé. La référence 607 représente une borne de prise d'im- pulsion destinée à donner un signal pulsé progressif trans- mis par l'intermédiaire d'un générateur 608 d'impulsions croissantes ou décroissantes. La référence 609 désigne une borne de signal de point d'origine destinée à donner des signaux de sortie des photodiodes G1 et G2 Les signaux de sortie provenant de la borne 607 -et de la borne 609 sont transmis à un organe de commande (don représenté). La position du moteur en rotation est comptée à l'aide du signal de sortie provenant de la borne 607, dans l'organe de commande, alors qu'une position d'origine est détectée à l'aide du signal de sortie de la borne 609. La référence BS désigne un bus de données destiné à transférer les signaux entre la partie de détection de rotation 300, la partie de réglage de vitesse 400, la partie de réglage de position 500 et la partie d'accord 600. Lorsque l'inertie J du moteur est oblique, le commu- tateur 502 est relié au contact k si bien qu'un signal connu de test est transmis au dispositif 505 de réglage de position, et un signal transmis par la partie 500 de ré- glage de position est controlé par l'intermédiaire d'une borne de sortie du moteur. La valeur de l'inertie qui a été fixée est alors réglée à l'aide du commutateur de réglage du moment d'inertie afin que la distorsion de la forme d'onde controlée soit annulée. La fréquence fn et l'inertie J peuvent être réglées par un organe externe de commande, à la place des commuta- teurs. 26,13886 Dans le mode de réalisation déqrit précédemment, bien qu'on ait décrit une structure dans laquelle le para- mètre de commande est lu dans une table de gain 506 lorsque la fréquence caractéristique fn et l'inertie J sont déter- minées par le commutateur d'accord d'asservissement, la structure utilisée peut être telle que le paramètre de réglage est lu lors du réglage de l'une ou l'autre des valeurs de fn ou de J. Dans le système décrit précédemment, on peut obtenir les effets suivants. 1) Dans le moteur de la partie 100, comme le couple est créé à partir des champs magnétiques du bobinage excitateur du stator et de l'aimant statique, le rapport du couple et du poids du moteur (appelé rapport couple/poids en abrégé) peut être augmenté. En outre, l'aimant statique dont.la dimension doit être augmentée jusqu'à une certaine valour afin que la densité nécessaire de flux en surface soit obtenue, est placé du côté du stator si bien que le poids du rotor peut être réduit. En conséquence, le rapport couple/poids peut être augmenté. 2) Dans le circuit de commande 200, comme un circuit de détection de courant comprenant un isolateur de petits signaux est utilisé comme dispositif de détection (destiné à donner des signaux de rétroaction) en coopération avec le bobinage du moteur, le courant d'excitation peut être dé- tecté avec une précision élevée et un isolement important, si bien que le moteur peut tourner avec de faibles ondula- tions de vitesse. 3) Dans la partie 300 de détection de rotation, comme les fentes de détection de position sont disposées en deux séries et comme la différence entre les nombres de fentes des deux séries est égale au nombre de dents du moteur, le déphasage entre les dents du stator et celles du rotor du moteur peut être obtenu directement par utilisation du déphasage entre les signaux de formes d'onde de la lumière passant par les fentes, En conséquence, la position du moteur en rotation et la vitesse de rotation du moteur peuvent être détectées avec un résolution élevée. De plus, le codeur comprend des fentes de détection du point d'origine en plus des fentes de détection de position. Les signaux provenant du circuit d'interface 3002 de codeur sont transmis à la partie 400 de réglage de vitesse et à la partie 500 de détection de position. En conséquence, la partie 300 de détection de rotation a toutes les fonctions de détection de vitesse, de détection de position, de détection du point d'origine et de détec- tion des pâles magnétiques. 4) Dans la partie 600 d'accord d'asservissement, lors- que fn et J sont déterminés par le commutateur d'accord d'asservissement, la valeur la plus convenable du paramètre est lue dans la table de gain. La rotation du moteur est réglée à l'aide de la valeur ainsi obtenue du paramètre."En conséquence, l'utilisateur n'a pas à régler chaque valeur du paramètre de réglage, tel que le réglage du gain du circuit, si bien que le système d'asservissement peut être réglé facilement. En outre, la détermination de fn et J permet facilement un réglage du gain du circuit multiplica- teur 404 qui est soumis à un réglage triple d'une manière analogue à un réglage quadratique. ) Dans la partie 600 d'accord d'asservissement, lors- que la charge et l'inertie du moteur sont obliques, un signal connu de test est transmis à la partie 505 de ré- glage de position afin que le signal convenable de sortie de la partie de réglage de position soit prélevé et trans- mis à la borne 606 de sortie de contrôle si bien que le signal de sortie est controlé. En conséquence, la valeur de l'inertie J qui a été déterminée est réglée à l'aide du commutateur 602 afin que la forme d'onde controlée ne soit pas déformée. En conséquence, même lorsque la charge ou l'inertie du moteur est oblique, le système d'asservisse- ment peut être facilement réglé. La figure 12 représente la structure d'une partie essentielle d'un système selon un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel une partie d'arrêt 700 est placée entre la partie de moteur 100 et le circuit de commande 200. La partie d'arrêt 700 a pour rôle d'arrêter le moteur 100 par arrêt de la production d'énergie électrique. Lorsque le moteur tourne à grande vitesse, c'est-à-dire lorsque la vitesse de rotation du moteur dépasse une valeur déterminée de référence, un bobinage L du moteur est con- necté à un circuit parallèle comprenant une résistance R et un condensateur C, comme représenté sur la figure 13. D'autre part, lorsque le moteur tourne à faible vitesse, c'est-à-dire lorsque la vitesse de rotation du moteur est inférieure à une valeur prédéterminée de référence, l'en- roulement du moteur est mis en court-circuit comme repré- senté sur la figure 14. La référence R désigne une résis- tance d'enroulement de l'enroulement L. L'enroulement-* L correspond au bobinage L et au bobinage L représentés sur 1 2 la figure 2. Une résonance série est créée entre le condensateur C et le bobinage L par connexion du circuit comme représen- té sur la figure 13, si bien que la phase devenir importante. En conséquence, la consommation d'éner- gie cinétique du moteur augmente. En outre, la résistance Rl est connextée en parallèle au condensateur C afin que la valeur Q à la résonance soit réduite. En conséquence, l'énergie cinétique est encore plus consommée. On décrit maintenant la structure particulière de la partie d'arrêt en référence à la figure 12. Sur la figure 12, la référence 710 désigne un cir- cuit d'arrêt générateur d'énergie électrique, et la réfé- rence 720 désigne un circuit de commande de l'arrêt de la production d'énergie électrique pour commander le circuit 710. Dans le circuit 710 d'arrêt de la production d'éner- gie électrique, un commutateur de rotation-arrêt SW10 est connecté à un contact a lorsque le moteur tourne alors qu'il est connecté à un contact a lorsque le moteur est arrêté.2 arrêté. Un commutateur SWll de sélection du procédé d'arrêt est connecté à un contact b afin qu'il assure l'arrêt à l'aide du circuit parallèle (circuit résonnant) comprenant la résistance R et le condensateur C. D'autre part, il lorsque le commutateur SWll est connecté à un contact b2, l'arrêt est réalisé par mise en court-circuit du bobinage L du moteur. Dans le circuit 720 de commande d'arrêt d'énergie électrique, la référence 721 désigne une porte ET dont l'une des entrées reçoit un signal BR de commande alors qu'une autre entrée reçoit un signal de niveau élevé. La référence 722 désigne un relais qui commande le commutateur SW10 en fonction du signal de sortie de la porte 721. La référence 723 désigne un dispositif générateur d'une tension en fonction du signal de vitesse V du mote4r. La référence 724 désigne un comparateur d'une tension ode sortie du dispositif générateur 723 à une tension de réfé- rence V créant un signal binaire correspondant au résultat R de la comparaison. La référence 725 désigne une porte ET destinée à former l'intersection du signal de sortie du comparateur 724 et du signal de commande BR. La référence 726 représente un relais destiné à commander le commutateur SW11 en fonction du signal de sortie de la porte 725. Le dispositif de comparaison qui est revendiqué correspond aucomparateur 724, alors que le dispositif de commutation d'arrêt revendiqué correspond à la partie com- prenant les portes ET 721 et 725, les relais 722 et 726 et le commutateur SWll. On décrit maintenant le fonctionnement de la partie d'arrêt ayant la structure précitée. Lorsque le moteur pourvu d'une telle partie d'arrêt tourne, le signal d'arrêt BR est mis à un faible niveau. En conséquence, le signal de sortie de la porte 721 est mis à un faible niveau si bien que le relais 722 met le commuta- teur SW10 sur le contact a. En conséquence, un courant d'excitation est transmis du circuit de commande 200 au moteur 100. Lorsque le moteur est arrêté, le signal BR du dispo- sitif d'arrêt est réglé à un niveau élevé. En conséquence, le signal de sortie de la porte 721 passe à un niveau élevé et le relais 722 connecte le commutateur SW10 avec le contact a Dans ce cas, lorsque la vitesse de rotation V du moteur dépasse une valeur prédéterminée de référence, le relais 726 assure la connexion du commutateur SW11 au contact b en réponse à un signal de sortie du comparateur 724. En conséquence, un circuit résonnant (circuit paral- lèle formé par la résistance Rl et le condensateur C) est il connecté au bobinage L du moteur. Dans ce circuit réson- nant, l'énergie cinétique du moteur est consommée. Si l'on appelle p" la phase À, elle est exprimée par l'équation suivante: XL - wCR11 wL - 1 + (wCR 11) t-1 "= tg R11 R10 + R.o 2 1 + (CR11)...5 dans laquelle: w = Nr.e w étant la pulsation de la tension d'induction du bobi- nage, Nr est une constante, est la vitesse de rotation du moteur. Les références numériques de l'équation précédente représentent la résistance, l'inductance et la capacité statique. cp" présente un "vieillissement" comme représenté sur la figure 15(a). La vitesse de rotation à du moteur est transmise sous forme d'un signal V au circuit 720 de com- mande d'arrêt d'énergie électrique. Lorsque la vitesse V de rotation du moteur est inférieure à une valeur prédéterminée de référence, le relais 726 met le commutateur SWll en coopération avec le contact b en fonction du signal de sortie du comparateur 724. En conséquence, le bobinage du moteur est mis en courtcircuit et l'énergie cinétique du moteur est consom- mée, d'une manière analogue à celle qu'on a décrite pour le circuit de la figure 13. Si l'on appelle Q' la phase Q dans cet état, w' est donné par la relation suivante: m1 L = tg-1 (Ri)...6 La phase Q' présente un vieillissement comme repré- senté sur la figure 15(a). Les vieillissements présentés par la vitesse de rotation à du moteur, le courant I d'excitation de l'enrou- lement et le facteur de puissance cosp sont tels que repré- senté sur la figure 15(b). Dans la partie d'arrêt décrite précédemment, lorsque la vitesse de rotation du moteur est faible, la phase Q est exprimée par l'équation 6, alors que, lorsqu'elle est éle- vée, la phase W est exprimée par l'équation 5. L'énergie P consommée dans ces circuits est: P = V.I.cos...7 si bien que P a une valeur maximale lorsque cosp = 1. Comme l'indique clairement la courbe de coso repré- sentée sur la figure 15(b) et l'équation 7, lorsque la vitesse de rotation du moteur est élevée, cosQ" se rap- proche plus vite de 1 que cosQ'. En conséquence, un procédé d'arrêt de la production d'énergie électrique par mise en oeuvre de la résonance série entre un condensateur et un moteur peut plus vite consommer l'énergie cinétique du moteur. Lorsque la vitesse de rotation du moteur est faible, le circuit du type représenté sur la figure 14 est plus efficace. En conséquence, lorsque la vitesse de rotation est inférieure à un certain niveau, des caractéristiques d'arrêt équivalant à celles d'un frein mécanique peuvent être obtenues à l'aide d'une structure simple, par commuta- tion du circuit de la figure 13 à celui de la figure 14. 261388 6 Dans la structure d'arrêt, comme le moteur est arrê- té par sélection, suivant la vitesse de rotation du moteur, de la mise en court-circuit du bobinage du moteur ou de la connexion du circuit résonnant RC au bobinage, le moteur peut être arrêté efficacement dans une large plage de vitesses de rotation. La figure 16 représente un autre exemple de la structure de la partie de détection de rotation de l'en- semble selon l'invention. Cette partie de détection de rotation met en oeuvre un codeur ayant des fentes en forme d'onde sinusoïdale. Sur la figure 16, la référence 330 désigne plusieurs fentes de passage de lumière ayant une forme sinusoïdale et disposées dans la direction circonférentielle d'une plaque 301 de codage, avec un pas prédéterminé. j Les photodiodes 308 à 308 sont disposées avec jun i 8 pas P1 qui est égal au pas des fentes 330, comme représenté sur la figure 17. Bien que les fentes 330 de passage de lumière soient placées de façon circonférentielle, elles sont représentées sous forme développée sur la figure 17, pour la commodité de l'explication. On décrit maintenant la forme des fentes 330. La figure 18 représente les configurations des fen- tes 330, la référence O représentant le centre de rotation de la plaque de codage 301, les références X et Y désignant les axes de coordonnées rectangulaires ayant le point O comme origine. Si N désigne le nombre de fentes par cercle, et si les symboles représentés sur la figure ont les signi- fications suivantes: R = rayon du cercle interne de la configuration des fentes, 2K = différence entre les rayons des cercles interne et externe de la configuration des fentes, A = point de la circonférence interne des fentes, B = intersection du prolongement du segment AO et des parties de forme sinusoïdale, e = angle du segment AO et de l'axe X, t = coordonnée X au point A, (x, y) = coordonnées du point B, (x', y') = coordonnées du point A, et si l'on considère que O0 6 5 7/2, AB = K (1 + sine Ne) e = tg-1 Y = tg 1 / R - t, alors x t x et y peuvent être exprimés sous la forme: _ _ _ _ _ - 1t x = t + k {1 + sin(N tg-1 cos(tg t}}cstg1R -t 2 2t y = "R t2 + k{1 i sin(N tg t)}sin(tg R2 - t J avec XI =t Y' = R2 - t2 La région eetourée par les lieux des points A et B constitue la fente par laquelle passe la lumière. La même disposition peut être utilisée dans la ré- gion T/2 S e 5 2T. La figure 19 représente un autre exemple de partie de détection de rotation de l'ensemble selon l'invention. Cette partie de détection de rotation comprend un codeur dans lequel la configuration des fentes de détection de position est disposée en deux séries, les fentes ayant une forme sinusoïdale. La configuration externe des fentes comprend M i fentes 331 alors que la configuration interne comprend M fentes 332, M -M étant égal au nombre de dents de la 1 2 partie 100 formant moteur. Les configurations 331 et 332 de fentes de passage de lumière sont destinées à permettre la détection du réglage des dents du rotor et des dents du stator du moteur. Des registres à décalage SR1 et SR2 assurent la fermeture et l'ouverture successives des interrupteurs SW i à SW afin qu'un certain minutage soit obtenu entre les signaux de sortie des photodiodes 308 à 308 et 309 à i 8 1 3098 On décrit maintenant le fonctionnement du circuit ayant cette structure. La fréquence de balayage des commutateurs SW à SW est réglée à la valeur 8fs (fs étant la fréquence des formes d'onde des signaux de sortie des filtres passe-bas 313 et 314). Le faisceau lumineux qui est passé dans les fentes externes 331 est détecté par le réseau de photodiodes 308, alors que le faisceau passant dans les fentes 332 est détecté par le réseau de photodiodes 309. L'analyse des signaux de détection provenant des réseaux de photodiodes avec une fréquence 8fs donne les signaux f 1(t) et f2 (t) I 2 transmis par les filtres 313 et 314, sous la forme: fl(t) = A1 sin (ut + M1e)...8 f2(t) = A2 sin (wt + M26)...9, A1, A2 étant des constantes, e étant l'angle de rotation de la plaque de codage, w = 2rfs, et le déphasage entre les deux signaux est: = (M -M) e...10 La relation entre le déphasage * et l'angle de rotation e de la plaque de codage est maintenant décrite. On considère le cas o le nombre de fentes externes M est égal à huit et le nombre de fentes internes M est 1 2 égal à six. En outre, le nombre M de dents du moteur est égal à deux car 8 - 6 = 2. La relation entre les signaux de détection provenant des réseaux 308 et 309 et l'angle de rotation du moteur peut être exprimée comme représenté sur les figures 20(a) et 20(b). Comme l'indiquent clairement ces figures, le déca- lage entre les signaux de détection (angle électrique) augmente comme 1', 2... proportionnellement à l'augmenta- tion de l'angle réel de rotation e (angle mécanique) de la plaque 301. Le décalage * entre les signaux de détection lorsque la plaque de codage tourne de l'angle e peut être exprimé, d'après l'équation 10, sous la forme = (8 - 6) e D'autre part, le rotor tourne aussi de l'angle e lorsque la plaque de codage 301 tourne de l'angle e. Comme le nombre de dents du moteur est de deux, les dents du rotor et celles du stator se déplacent d'un angle 28. Ainsi, le déphasage détecté par la plaque correspond au décalage de l'angle électrique entre les dents du rotor et celles du stator du moteur. Suivant cette relation,:la relation entre les dents du rotor et celles du stator Ost * détectée et la commutation du moteur est ainsi commandée. Dans le codeur décrit précédemment, comme chaque fente a une forme sinusoïdale, la lumière atteignant chaque photodiode forme l'onde sinusoïdale. Comme chaque photo- diode crée un signal correspondant à la zone éclairée, le signal correspondant à la détection du codeur est formé, comme représenté sur la figure 21, avec une configuration sinusoïdale correspondant approximativement à la forme de l'onde de référence, grâce à l'agencement des photodiodes 3081 à 3088. En conséquence, le signal de détection du convertisseur de déplacement peut avoir une précision éle- vée sans composante à haute fréquence. Le codeur précité est utile pour la rotation pro- gressive du moteur lorsqu'il est utilisé pour le réglage de la vitesse de rotation du moteur. Les figures 22(a) et 22(b) représentent un autre exemple de partie de détection de rotation de l'ensemble selon l'invention. Cette partie de détection de rotation comprend un résolveur magnétique. La figure 22(a) est une vue en élévation frontale du dispositif et la figure 22(b) est une vue en coupe suivant la ligne Z-Z de la figure 22(a). Sur les figures, la référence 810 désigne un stator dans lequel des organes 814, 815 en matériau non magnétique sont disposés entre trois organes formés en matériau magné- tique, c'est-à-dire entre les organes 811 et 812, et entre les organes 812 et 813. Chacun des organes 811, 812 et 813 a trois pôles en saillie 811 à 8113, 812 à 812 et 813 à 1 3 1 3 1 813. Des dents 816 sont formées à chacune des extrémités superieures de ces pôles. Les dents des pôles d'un organe en matériau magné- tique sont placées avec une même phase, alors que les dents des organes 811, 812 et 813 sont décalées mutuellement de ((1/3) + m)P (P représentant le pas des dents et m un a a a nombre entier). Chaque enroulement 817 à 817, 818 à 818 et 8X91 11 3 ' 13 à 819 est formé autour de chacun des organes 811, 812 et 813. La référence 820 désigne un rotor formé en un maté- riau magnétique et disposé à l'extérieur du stator 810. Les dents 821 qui sont en face des dents 816 et qui ont prati- quement le même pas que ces dernières, sont formées sur le rotor 820. La référence 822 représente un oscillateur triphasé destiné à appliquer des tensions sinusoïdales Vo sinwt, Vo sin(wt + 120 ) et Vo sin(wt - 120 ) aux enroulements 8171 à 8173, 8181 à 818 et 819 à 819 respectivement. 1 1 3* 1 3 La référence 823 désigne un dispositif arithmétique qui calcule l'angle et la vitesse de rotation du rotor 810 par utilisation des courants circulant dans ces enroule- ments. Chaque courant circulant dans chaque enroulement est détecté par connexion d'une résistance correspondante en série avec un enroulement et par mesure de la tension aux extrémités de la résistance correspondante. Lors de l'utilisation d'un bobinage triphasé, le nombre de pôles en saillie n'est pas limité à neuf et, à titre de variante, il suffit qu'il soit égal à 3n (n a a représentant le nombre de pâles en saillie d'une phase). La figure 23 représente le circuit du dispositif décrit précédemment. Sur la figure 23, les références 8221, 8222 et 8223 désignent des oscillateurs destinés à appliquer des ten- sions sinusoïdales Vo sinwt, Vo sin(wt + 120 ) et Vo sin(wt - 120 ) aux enroulements 817 à 817 818 à 818 1 1 3 et 819 à 819 respectivement. 1 3 La source de signaux revendiquée correspond aux oscillateurs 822 à 822 1 3 On décrit maintenant le fonctionnement du dispositif décrit précédemment. Les inductances L7' L et L des enroulements 17' 18 19 817 à 817, 818 à 818 et 819 à 819 correspondants sont 1 3 1 3 1 3 déterminées par les résistances magnétiques R17, R18 et R-. des enroulements et sont exprimées sous la forme: L17 = n2 / R17 L17 2n = n / (Ro + r sine) 1L -n2 O L18 = n/ R18 = n2 / {Ro + rO sin(8 + 120 )} = n2 O L19 / R19 = n2 / {Ro + rO sin(6 - 120 )} Ro et r étant une résistance magnétique et n un nombre o d'enroulements. Lorsque chaque enroulement est excité par l'oscilla- teur triphasé 822, les courants I7 I18 et I19 qui cir- 17 18 19 culent dans les enroulements 817 à 8173, 818 à 818 et 819 à 819 correspondants peuvent être exprimés sous la 1 3 forme suivante: = Vo sin wt 17 = L17 = Vo sin wt 1 (Ro + ro sine) X ' n2 12 = (a + b sinO)sin wt I18 = {a + b sin(o + 120 )} sin(wt + 120 ) I19 = {a + b sin(e -120 )} sin(wt - 120 ) a, b étant des constantes, et la somme des courants I17, I et I est calculée et exprimée sous la forme: 18 19 2613 8 8 6 I = I17 + I18 + I19 = a {sin (t + sin(wt + 120 ) + sin(g - 120 )} + b {sin e sin wt + sin(c + 120 )sin(wt + 120 ) + sin(e - 120 )sin(wt - 120 )} = b7 {cos( - ut) cos(8 + wt) + cos(O - ut) - cos(8 + wt + 240 ) + cos(wt - O) - cos(6+wt240 )} = 3 b cos(8 - wt)...13 Comme l'équation 13 correspond à l'équation du si- gnal de sortie du résolveur, dont la phase est transformée en angle 8 de rotation, le convertisseur R/D. devient superflu. En outre, le codeur optique précité et un circuit d'interface des signaux deviennent identiques si bien qu'un circuit commun de réglage peut être utilisé. L'équation 13 donne l'angle de rotation e. En outre, comme e = Vo t (Vo représente la vitesse angulaire du ro% tor), la vitesse de rotation du rotor est calculée à l'aidé de la fréquence de e. La figure 24 représente un exemple de circuit à compteur mettant en oeuvre des dispositifs de détection de position et de vitesse selon l'invention. Sur cette figure, la référence 830 désigne un dispo- sitif de détection de position et de vitesse selon l'inven- tion, et la référence 831 désigne un dispositif conforma- teur destiné à mettre en forme l'onde provenant du disposi- tif 830. La référence 832 désigne un compteur destiné à compter la période du signal conformé. La référence 833 désigne un microprocesseur destiné à donner l'angle de rotation e par utilisation du nombre compté du compteur de périodes 832, formant des données. Si la fréquence du signal de sortie du dispositif 830 de détection, lorsque le rotor est arrêté, est égale à 3 kHz et si la fréquence comptée par le compteur 832 est égale à 3 MHz, le microprocesseur 833 calcule l'angle de rotation e d'après l'équation e = E(données - 1000) dans laquelle "données" est la valeur comptée par le comp- teur 832. Le bobinage formé autour des pôles en saillie n'est pas obligatoirement de type triphasé et il peut s'agir d'un bobinage à ka phases (ka étant un nombre entier). Dans ce cas, le nombre de pôles en saillie est égal à ka.n. a Bien que, dans ce mode de réalisation, les phases des dents des pôles adjacents du stator soient décalées de P /3, le rotor peut être réalisé en trois couches ou les a phases des dents des couches peuvent être décalées de P /3. a Dans ce mode de réalisation, bien que cette structure soit destinée à commander le bobinage à l'aide d'une tension, l'angle de rotation étant obtenu à partir de l'intensité du courant circulant dans le bobinage, la structure peut être commandée par un courant, si bien que l'angle de rotation peut alors être détecté sous forme de la tension appliquée au bobinage. Grâce à l'utilisation de la partie décrite de détdc- tion de rotation, les erreurs dues à l'excentricité du rotor peuvent être éliminées car l'angle de rotation est calculé à partir de la somme des signaux détectés par plusieurs enroulements disposés de façon circonférentielle par rapport au rotor. En outre, comme aucun circuit élec- trique n'est placé à l'intérieur de la partie de détection de rotation, la résistance à la chaleur est bonne. De plus, la structure de cette partie est la même que celle du rotor si bien que le montage et le réglage peuvent être réalisés facilement. Les figures 25(a) et 25(b) représentent un autre exemple de structure d'une partie de détection de rotation utilisant aussi un résolveur magnétique. La figure 25(a) est une élévation frontale et la figure 25(b) une coupe de la figure 25(a). Les références 901 et 902 désignent deux organes annulaires de stator formés d'un matériau magnétique. Chaque organe 901 et 902 a des pôles en saillie 903 à 903 I 4 et 904 à 904, ayant des intervalles angulaires de 90 . 1 4 - Chaque extrémité antérieure de pôle a des dents 905, avec un pas Pb. Z613886 Les dents voisines d'un organe de stator sont déca- lées de (1/2)Pb. Par exemple, la phase des dents du pôle b' 903 et celle des dents du pôle 903 sont décalées de 1 2 (1/2)Pb. Un stator 907 est formé par des organes 901 et 902, et un organe 906 en un matériau non magnétique est placé entre eux, les organes étant empilés. Dans ce cas, ils sont empilés d'une manière telle que les phases des dents des pôles voisins sont décalées de (1/4)P. Par exemple, la b phase des dents 903 et celle des dents du pôle 904 sont i 1 décalées de (1/4)P. b La référence 908 représente un enroulement formé i autour des pôles 9031 et 9033. La référence 9082 représente un enroulement formé autour de pôles 903 et 9034. Les 2 4 enroulements précités 9081 et 9082 forment une phase unique d'un bobinage. De manière analogue, l'organe 902 a des enroulements 909 et 909 1 2 La référence 910 désigne un rotor placé en dehors des stators 901 et 902. Le rotor 910 a des dents 911 pla- cées en face des dents 905 et ayant le même pas que ces dents 905. La référence 912 désigne une source de signaux des- tinée à transmettre des signaux de tension alternative ou de courant alternatif aux enroulements 908 et 909 de phases différentes. Les signaux de courant alternatif transmis aux enroulements 908 et 909 sont déphasés de 900. La référence 913 désigne une partie arithmétique destinée à détecter et ajouter et retrancher les tensions ou les courants entre les deux extrémités des enroulements 908 et 909, si bien que la position du rotor 910 en rota- tion est calculée d'après la phase du signal ajouté ou retranché alors que la vitesse de rotation est calculée à partir de la fréquence. On utilise par exemple des structures représentées sur les figures 26 à 28 pour la détection du courant ou de la tension aux deux extrémités du bobinage. Le circuit représenté sur la figure 26 se caractérise en ce que les tensions aux deux extrémités du bobinage sont détectées. Le circuit représenté sur la figure 27 se caractérise en ce que les courants sont détectés aux deux extrémités du bobinage. Le circuit de la figure 28 se caractérise en ce qu'un transformateur est utilisé pour la détection. On décrit maintenant le fonctionnement de la partie précitée de détection de rotation. Une source d'énergie 912 applique une tension alter- native V cos(wt + A) aux enroulements 908 et 908 et I A 1 2 applique une tension alternative V cos(wt + A + 90s) aux enroulements 9091 et 9092 (V1 représente l'amplitude de la tension, AA, A représentant les erreurs sur l'angle élec- B trique). Lorsque le rotor 910 tourne d'un angle 8, toutes les tensions V, V V et V, aux deux extrémités 4es nsion VS2, Ci C2' enroulements 9081, 9082, 9091 et 9092Y sont représenties par les relations suivantes: VS1 = V1 {1 + mb sin(e + dA)} cos(wt + AA)...14 VS2 = V1 {1 - mb sin(6 + dA)} cos(wt + A) VC1 = V1 {1 + mb cos( angles mécaniques. La partie arithmétique 913 détecte la tension aux deux extrémités et détermine la relation 14 - 15 + 16 - 17, si bien que la valeur calculée V est obtenue sous la forme b Vb = mb{sin(wt + 6 +6A+A) + sin(wt + 6 + 6B + AB)} + 2 sin BB2 AA) cos( t + e + BB2A6 1a- Le réglage de l'angle électrique de l'équation 18 et la détermination de la relation suivante AB - 6B - -A + 6A = 0, annule le second terme à droite de l'équation 18, si bien que la précision de la phase peut être accrue. Le nombre de pôles en saillie formés par un stator et le nombre d'organes de stator ne sont pas limités aux valeurs données pour ce mode de réalisation. Dans le cas o un organe de stator a n pôles (n b b représentant un multiple de deux) et o le nombre d'organes de stator est égal à kb, chaque valeur peut être exprimée de la manière suivante: - le décalage des phases des dents de pôles voisins d'un stator est P /2, - le décalage des phases des dents des pôles vois4ns lorsque des organes de stator sont empilés est 3 {(1 / 2kb) + mb} (lorsque Kb = 2) {(1 / kb) + mb} k étant un nombre entier autre que deux et étant égal au b nombre de phases du bobinage, et m étant un nombre entier, b - la différence de phase de la tension alternative ou du courant alternatif de commande du bobinage est: 360 / 2kb (lorsque kb = 2) 360 / kb k étant un nombre entier autre que deux. b Dans ce mode de réalisation, bien que la structure décrite soit telle que les phases des dents des pôles voisins du stator sont décalées, le rotor peut être formé par un empilement comprenant k couches, et les phases des b dents des couches voisines peuvent être décalées mutuel- lement comme pour les pôles voisins de ce mode de réali- sation. Dans la partie de détection de rotation décrite précédemment, comme la différence de tension ou de courant aux deux extrémités d'un bobinage formé sur les pôles dont Z613886 les dents sont décalées de P /2 est détectée, les fré- quences élevées de degré pair peut être annulée et la rotation du moteur peut être détectée avec une précision élevée. En outre, comme la porteuse est annulée d'une ma- nière différentielle dans le calcul donnant l'équation 18, les caractéristiques de température peuvent être amélio- rées. En outre, le nombre de noyaux et de circuits peut être réduit aux deux-tiers par rapport à la partie tripha- sée de détection de rotation représentée sur les figures 22(a) et 22(b). De plus, lorsque le nombre de dents du moteur et celui du résolveur sont les mêmes, la commande de commuta- tion peut être réalisée par utilisation de la phase -,du signal du résolveur. Comme décrit précédemment, l'ensemble selon l'inven- tion présente divers avantages et il est très efficace lorsqu'il est utilisé pour la commande des articulations d'un robot du type à plusieurs articulations. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux moteurs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble de moteur à commande directe, caracté- risé en ce qu'il comprend: - une partie (100) formant moteur du type d'induc- teur, - une partie (300) de détection de la rotation d'un rotor de la partie formant moteur, - une partie (500) de réglage de position destinée à donner la différence entre un signal d'instruction de la position en rotation et un signal de détection provenant de la partie de détection de rotation, et à délivrer un signal de réglage dépendant de la différence ainsi obtenue par utilisation d'un système d'asservissement triple mettant en oeuvre un logiciel, - une partie (400) de réglage de vitesse destiné à former la différence entre un signal de sortie de la parlie de réglage de position et le signal de détection de la partie de détection de rotation, et à délivrer un signal de réglage dépendant de la différence ainsi obtenue, - un circuit de commande (200) destiné à détecter un courant d'excitation circulant dans un bobinage de la par- tie formant moteur, à former la différence entre un signal de détection du courant d'excitation et un signal de sortie de la partie de réglage de vitesse, et à régler le courant d'excitation en fonction de la différence ainsi obtenue, et - une partie d'accord (600) destinée à régler les systèmes d'asservissement de la partie de réglage de vi- tesse et de la partie de réglage de position. 2. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (100) formant moteur est constituée par un rotor (108) disposé à l'extérieur et un stator (101) disposé à l'intérieur dudit moteur. 3. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie formant moteur (100) est un moteur triphasé du type à inducteur. 4. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (300) de détection de rotation délivre un signal de détection de position et un signal de détection de vitesse pendant la rotation, le signal de détection de position étant appliqué à la partie (500) de réglage de position alors que le signal de détec- tion de vitesse est appliqué à la partie (400) de détection de vitesse. 5. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (300) de détection de rotation comporte un codeur optique rotatif, une plaque de codage (301) fixée au rotor de la partie formant moteur, des fentes (S) qui détectent un point d'origine et qui sont disposées avec un pas prédéterminé dans la direction cir- conférentielle de la plaque de codage, et des fentes (302) qui détectent la position en rotation et qui sont disposées en deux séries, avec un pas prédéterminé dans la direction circonférentielle de la plaque de codage, la différence entre le nombre de fentes externes et celui de fentes internes des deux séries étant égale au nombre de dents formées sur la partie formant moteur. 6. Ensemble de moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les fentes (330) qui détectent la position en rotation sont formées selon une forme d'onde sinusoïdale. 7. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (400) de détection de rotation comprend: un stator (811, 812, 813) qui a ka.n pôles en a saillie (ka représentant le nombre de couches du stator, n représentant le nombre de pôles en saillie par couche), a l'extrémité supérieure de chacun desquels sont formées des dents ayant un pas prédéterminé, les phases de dents étant décalées de ((1/ka) + m)P (m étant un nombre entier et a a a P étant le pas des dents) dans l'ordre de la disposition a des pôles en saillie, - un rotor (820) dont les dents sont placées en face des dents du stator, les dents du rotor ayant pratiquement le même pas que celles du stator, - un bobinage (817, 818, 819) à ka phases, formé sur les pôles en saillie, une phase du bobinage à ka phases étant formé par un enroulement disposé autour des pôles en saillie et ayant des dents de même phase, - une source de signaux (822) destinée à transmettre des tensions ou des courants alternatifs à ka phases dont les phases sont décalées de (360/ka) par rapport aux enroulements de chaque phase, et - une partie arithmétique (823) destinée à détecter et ajouter ledit courant ou ladite tension appliqué aux enroulements de chaque phase et à donner la position en rotation à partir de la phase d'un signal formé par addi- tion, la vitesse de rotation du rotor étant donnée par la fréquence du signal. 8. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (300) de détection;de rotation comprend: - des organes (901, 902) de stator ayant chacun n b pôles en saillie (n étant un multiple de deux), les pôles b ayant des dents de pas prédéterminé à leur extrémité anté- rieure, les phases des dents des pâles voisins étant déca- lées de Pb (Pb représentant le pas des dents), ou des enroulements étant formés autour des pôles voisins de ma- nière que les phases synthétisées de changement de réluc- tance soient décalées de Pb/2, entre pâles voisins, - un stator constitué par k organes de stator (901, b 902) qui sont empilés et sont tels que les phases des dents des pôles voisins sont décalées d'une manière telle que {(1 / 2kb) + mb} Pb (lorsque kb = 2) {(1 / kb) + m} Pb k étant un nombre entier autre que deux et m étant un b b nombre entier, - un rotor (910) ayant des dents placées en face des dents du stator, les dents du rotor ayant le même pas que celles du stator, - un bobinage (908) à k phases formé de deux jeux b d'enroulements dont les phases sont décalées de Pb/2, un jeu d'enroulements étant formé par le bobinage autour des dents de même phase d'un organe de stator, - une source de signaux (912) destinée à transmettre des tensions ou des courants alternatifs dont les phases sont décalées de 360 / 2kb (lorsque Kb = 2) 360 / kb k étant un nombre entier autre que deux, à chaque enroule- b ment de phase, et - une partie arithmétique (913) destinée à détecter et àjouter et retrancher des courants ou tensions aux deux extrémités du bobinage de chaque phase, à calculer une position en rotation du rotor à partir de la phase des signaux d'addition et de soustraction et à calculer Jla vitesse de rotation à partir de la fréquence. 9. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (500) de réglage de posi- tion a une table de gain dans laquelle une fréquence carac- téristique de la partie formant moteur, une valeur de l'inertie de la charge du moteur et la valeur la plus convenable d'un paramètre correspondant à la fréquence caractéristique et à l'inertie se correspondent. 10. Ensemble de moteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie d'accord (600) comporte un commutateur de réglage de la fréquence caractéristique, qui permet le réglage d'une fréquence caractéristique (fn) et d'une inertie (J) de la charge en plusieurs pas dans une plage prédéterminée, et qui lit la valeur du paramètre de réglage convenant le mieux, dans la table de gain, en fonction au moins de la fréquence caractéristique ou de l'inertie qui a été déterminée afin que la rotation de la partie formant moteur soit réglée, et un commutateur de réglage de l'inertie de la charge. 11. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (500) de réglage de posi- tion comporte une table de gain dans laquelle la valeur (J) de l'inertie de la charge appliquée à la partie formant moteur et la valeur convenant le mieux d'un paramètre de réglage correspondant à la valeur de l'inertie sont dispo- sées de façon correspondante, et un dispositif générateur de signaux de test, destiné à créer un signal connu de test sous forme d'un signal d'instruction de position. 12. Ensemble de moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la partie d'accord (600) comporte un commutateur de réglage de la valeur (J) de l'inertie dans une plage prédéterminée, en une série prédéterminée de pas et de lecture de la valeur d'un paramètre de réglage qui convient le mieux dans la table de gain pour la valeur indiquée afin que la rotation de la partie formant moteur soit réglée, et une borne de sortie de contrôle (647) destinée à transmettre un signal de réglage provenant della partie de réglage de position lorsque le signal de test est appliqué. 13. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (400) de réglage de vitesse comporte un convertisseur numérique-analogique multiplica- teur (404) qui reçoit un signal de différence entre un signal de réglage provenant de la partie (500) de réglage de position et un signal de détection provenant de la partie (300) de détection de rotation, et le gain de celui- ci est réglé à l'aide du signal provenant de la partie d'accord. 14. Ensemble de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande (200) qui a un circuit de détection d'un courant d'excitation du bobinage du moteur, comporte: - un transformateur (TR) ayant des enroulements primaire et un secondaire, un troisième enroulement placé entre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire, un générateur d'impulsions (OS) connecté au troisième en- roulement, un premier et un second circuits non linéaires (D, D2) dans lesquels des éléments non linéaires sont 1 2 connectés en parallèle avec des polarités inverses, ces éléments non linéaires ayant des caractéristiques tension- courant non linéaires qui permettent la circulation d'un courant lorsqu'une tension dépassant une valeur prédétermi- née est transmise par des bornes, un dispositif de forma- tion de moyenne et une résistance, - un circuit d'entrée étant formé par une boucle comprenant l'enroulement primaire, le premier circuit non linéaire et la résistance, - un circuit de sortie étant formé par une boucle comprenant l'enroulement secondaire, le second circuit non linéaire et le dispositif de formation de moyenne, et - une tension qui équivaut à la tension aux extrémi- tés de la résistance étant créée aux deux extrémités du dispositif de formation de moyenne du circuit de sortie par connexion en série de la résistance associée à l'enroule- ment primaire, au bobinage du moteur. 15. Ensemble de moteur à commande directe, caracté- risé en ce qu'il comprend: - une partie (100) formant moteur du type à induc- teur, - une partie (300) de détection de la rotation d'un rotor de la partie formant moteur, - une partie (500) de réglage de position destinée à donner la différence entre un signal d'instruction de la position en rotation et un signal de détection provenant de la partie de détection de rotation, et à délivrer un signal de réglage par utilisation d'un système d'asservissement triple mettant en oeuvre un logiciel, en fonction de la différence qui a été obtenue, - une partie (400) de réglage de vitesse destinée à former la différence entre un signal de sortie de la partie de réglage de position et le signal de détection de la partie de détection de rotation, et à délivrer un signal de réglage par utilisation de la différence ainsi obtenue, - un circuit de commande (200) destiné à détecter un courant d'excitation circulant dans un bobinage de la par- 26 13 8 8 6 tie formant moteur, à former la différence entre un signal de détection du courant d'excitation et un signal de sortie de la partie de réglage de vitesse, et à régler le courant d'excitation en fonction de la différence ainsi obtenue, - une partie d'accord (600) destinée à régler les systèmes d'asservissement de la partie de réglage de vi- tesse et de la partie de réglage de position, et - une partie d'arrêt (720) constituée par un dispo- sitif de comparaison (724) destiné à comparer la vitesse de rotation du moteur à une valeur de référence afin qu'il délivre un signal correspondant au résultat de la comparai- son, et un dispositif de commutation de connexion en fonc- tion d'un signal de sortie provenant du dispositif de comparaison pour mettre le bobinage du moteur en court- circuit lorsque la vitesse de rotation du moteur est in4é- rieure à la valeur de référence, et connecter le bobinige du moteur à un circuit parallèle constitué par une résis- tance et un condensateur lorsque la vitesse de rotation du moteur est inférieure à la valeur de référence, afin que le moteur soit arrêté. 16. Ensemble de moteur à commande directe, caracté- risé en ce qu'il comprend: - une partie (100) formant moteur- du type à induc- teur dans laquelle un rotor est disposé à l'extérieur et un stator à l'intérieur, - une partie (300) de détection de la rotation du rotor de la partie formant moteur, et destinée à transmet- tre un signal de détection de position et un signal de détection de vitesse, - une partie (500) de réglage de position comprenant une table de gain dans laquelle une fréquence caractéris- tique de la partie formant moteur, une valeur de l'inertie de la charge du moteur et la valeur convenant le mieux d'un paramètre de réglage correspondant à la fréquence caracté- ristique et à la valeur de l'inertie sont disposées de manière correspondante, et un dispositif générateur de signaux de test destiné à créer un signal connu de test comme signal d'instruction de position, la différence entre le signal d'instruction de la position en rotation et le signal de détection de position étant obtenue afin qu'un signal de réglage soit délivré par utilisation d'un système d'asservissement triple mettant en oeuvre un.logiciel, en - fonction de la différence qui a été obtenue, une partie (400) de réglage de vitesse qui reçoit la différence entre le signal de sortie de la partie de réglage de position et le signal de détection de position, et qui transmet un signal de réglage par utilisation d'un convertisseur numérique-analogique multiplicateur dont le gain est réglé à l'aide d'un signal provenant d'une partie d'accord, un circuit de commande (200) destiné à détecter un courant d'excitation circulant dans le bobinage de la partie formant moteur, à l'aide d'un circuit de détect4on de courant dans lequel un isolateur de petits signaux est utilisé afin qu'il forme la différence entre le signal de détection du courant d'excitation et un signal de sortie de la partie de réglage de vitesse, le courant d'excitation étant ainsi réglé en fonction de cette différence, et - une partie d'accord (600) comprenant un commuta- teur de réglage d'une fréquence caractéristique, dans le- quel une fréquence caractéristique et une inertie d'une charge sont réglées en plusieurs pas dans une plage prédé- terminée afin que le paramètre de réglage convenant le mieux puisse être lu dans la table de gain en fonction au moins de la fréquence caractéristique ou de l'inertie de la charge réglées, de manière à régler la rotation de la partie formant moteur, et un commutateur-de réglage-d'iner- tie de la charge et une borne de sortie de contrôle à partir de laquelle un signal de réglage provenant de la partie de réglage de position est obtenu lorsque le signal de test est appliqué, si bien que les systèmes d'asservis- sement de la partie de réglage de position et de la partie de réglage de vitesse sont accordés.