Brevet FR2646030A1 — publié le 19901019

-- 1 -- DISPOSITIF DE CONTROLE ET DE REGULATION POUR UN MOTEUR ELECTRIQUE A COURANT CONTINU. La présente invention concerne un dispositif de contrôle et de régulation pour un moteur électrique à courant continu. Plus spécifiquement, L'invention a pour objet un dispositif comprenant un transistor, dont la jonction collecteur-émetteur est destinée à être reliée en série au bobinage d'armature du moteur, entre les deux poôles d'une source de tension continue, un détecteur en mesure de fournir un signal indicatif du passage du courant dans la jonction collecteur- émetteur dudit transistor, et un circuit régulateur de courant comprenant un amplificateur ayant une première entrée pour un signal de commande, une seconde entrée reliée au détecteur de courant, et une sortie couplée au transistor, pour réguler le courant qui circule dans la jonction collecteur-émetteur, en fonction du signal de commande et du signal fourni par le détecteur de courant. Les dispositifs de contrôle et de régulation de ce type sont utilisés par exemple pour la commande des moteurs des ventilateurs électriques des systèmes de climatisation dans les véhicules automobiles. Dans les dispositifs de contrôle et de régulation du type indiqué cidessus réalises jusqu'à présent, on rencontre souvent des irrégularités de fonctionnement, et en particulier des phénomènes d'instabilité et d'amorce d'auto-oscillations à fréq4ence éLevée. L'objet de la présente inVestion est de réaliser un dispositif du type décrit ci-dessus permettant d'éviter lesdits inconvénients. Ce but est atteint selon l'invention au moyen d'un dispositif de contrôle et de régulation du type spécifié précédemment, dont la caractéristique principale réside dans le fait qu'entre ladite seconde entrée et la sortie de l'amplificateur est interpose un réseau intégrateur. Cette solution comporte une certaine réduction, qui reste cependant acceptable, du gain aux fréquences - 2 - élevées, alors qu'aux fréquences basses et très basses, et en particulier avec le courant continu, le gain reste très élevé. La solution selon l'invention permet en outre d'assurer un fonctionnement extrêmement stable du dispositif, y compris aux fréquences élevées, éliminant de ce fait la possibilité d'amorce d'auto-oscillation. Une interprétation possible de l'origine des inconvénients des dispositifs relevant de la technique antérieure, ainsi que de l'efficacité de la solution proposée, peut certainement résider dans ce qui suit. Les phénomènes d'instabilité à haute fréquence et l'amorce d'autooscillation dans les dispositifs antérieurs sont probablement dos à l'effet de capacité parasite entre les bornes du transistor, et en particulier entre la base et le collecteur. Ces capacités ont pour effet de déterminer, aux fréquences élevées, une baisse rapide du gain, avec une "pente" égale ou supérieure à 12 dB par octave, lorsque le gain est environ égal à 1. Selon le critère connu de Bode, ceci est cause d'instabilité. Le réseau intégrateur introduit dans le dispositif selcn l'invention permet de résoudre les problèmes d'instabilité, vraisemblablement du fait que, dans la fonction totale de transfert du dispositif, il détermine l'introduction d'un pôle à l'origine, c'est-à dire à la fréquence f = 0. Ceci a pour effet de réduire le gain aux fréquences moyennes et -aux hautes fréquences, avec cependant une pente inférieure à 12 dB par octave par rapport à la valeur de gain unitaire, avec par conséquent une stabilité de fonctionnement y compris à ces fréquences. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaitre à la lecture de la description détaillée qui suit, effectuée avec référence au dessin annexe, donné a pur titre d'exemple non limitatif, qui illustre le diagramme synoptique d'un dispositif selon l'invention. -3 - En se referant au dessin, la reference 1 indique un moteur électrique en courant continu. fer exemple le moteur d'entratnement du ventilateur électrique d'un système de climatisation. Le bobinage d'armature de ce moteur est disposé en série à La jonction collecteur- émetteur d'un transistor 2 de type npn, entre Les deux pôles d'une source de tension continue 3, constituée par exemple par une batterie. Entre l'émetteur du transistor 2 et la masse, est disposée une résistance 4 faisant office de détecteur de courant; la tension aux pattes de cette résistance, pendant le fonctionnement, es. sensiblement proportionnelle au courant qui circule dans le bobinage d'armature du moteur 1. La référence 5 indique un amplificateur opérationnel dont l'entrée non inversante 5a est reliée à la prise centrale d'un diviseur ce tension formé par deux résistances 6 et 7, entre la sortie c'un convertisseur numérique/analogique et la masse. D'une façon qui n'est pas portée sur l' illustration, le convertisseur analogique/numérique reçoits en provenance d'un microprocesseur, des signaux numeriques pour la commande de fonctionnement cu moteur électrique 1. La sortie de l'amplificateur operationnel 5 est reliée à la base du transistor 2, par l'intermédiaire d'une diode de protection 9. La référence 10 indique une résistance de rétroaction interposée entre l"'émetteur du transistor 2 et l'entrée inversante de l'amplificateur 5. Selon l'invention, est associé a l'amplificateur 5 un réseau réactif intégrateur formé par une résistance 11 et par un condensateur 12 reliés l'un à l'autre en série, entre l'entre inversante 5b et la sortie dudit amplificateur. Pendant le fonctionnement, le courant circule dans la jonction collecteur-émetteur du transistor 2, et par conséquent dans le bobinage d'armature du moteur 1, il est régulé en fonction de l'amplitude du signal -4- analogique appliqué a L'entreée Sa de L'amplificateur, et de l'amplitude du signal appliqué a L'entrée inversante b, à travers les résistances 4 et 10, ce dernier signal étant indicatif du courant circulant effectivement dans Le bobinage d'armature dudit moteur. Le réseau intégrateur 11 et 12 a sensiblement pour effet d'introduire, dans La fonction de transfert de l'integralité du circuit, un pôLe à La fréquence f = O, et un zéro à la fréquence f = 1/27 ' C y Rl, o C est la capacité du condensateur 12 et R11 est la résistance de la résistance 11. Comme on l'a dit précédemment, la solution selon l'invention garantit une stabilité absolue pour le dispositif, y compris aux fréquences élevées. Naturellement, le principe de l'invention restant le même, les formes de mises en application et les détails de réalisation pourront être amplement modifiés par rapport à ce qui a été décrit et illustré à pur titre d'exemrple non limitatif, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. -- 5 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle et de régulation pour un moteur électrique en courant continu (1) comprenant un transistor (2), dont la jonction collecteur-emetteur est destinée à être reliée en série au bobinage d'armature du moteur (1) entre les deux pôles d'une source de tension continue (3), un détecteur (4) en.mesure de fournir un signal indicatif du passage du courant dans la jonction collecteur-émetteur dudit transistor (2), et un circuit régulateur de courant (5, 10) comprenant un amplificateur (5) ayant une première entrée (5a) pour un signal de commande, une seconde entrée (5b) reliée au détecteur de courant (4), et une sortie coupLée au transistor (2), pour réguler le courant qui circule dans la jonction collecteur-émetteur, en fonction du signal de commande et du signal fourni par le détecteur de courant (4); caractérise par le fait qu'entre la seconde entrée (5b) et la sortie de l'amplificateur (5) est interposé un réseau integrateur (11, 12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que Ledit réseau integrateur comprend une première résistance (11) et un condensateur (12), relies entre eux en série. 3. Dispositif selon la revendication-2, caractérisé par le fait qu'entre ledit détecteur de courant (4) et ladite seconde entrée (5b) de l'amplificateur (5) est interposée une seconde résistance (10).