Brevet FR2639774A1 — publié le 19900601

-1- La présente invention concerne un dispositif de commande de moteur utilisé dans un robot industriel, une machine de traitement et similaire. Un tel dispositif de commande de moteur est réalisé de manière que les rotations d'un moteur soient détectées par un capteur et, avec le signal de détec- tion comme un signal de réaction, un dispositif de com- mande principal produit un signal de commande de la po- sition angulaire et de la vitesse du moteur. Un objet entrainé tel qu'un bras de robot ou autre est déplacé jusqu'à une position cible à une vitesse voulue par le moteur soumis à la commande en boucle fermée de la ma- nière ci-dessus. Dans un tel dispositif, il est souhaitable que les spécifications des éléments de réalisation tel que le circuit d'attaque de moteur, la source d'alimentation et autres puissent être modifiées pour répondre aux di- vers impératifs de l'utilisateur. Ensuite, le dispositif de commande principal qui produit des commandes pour le dispositif cofiporte différents types, comme celui produisant des valeurs de commande sous la forme d'un signal numérique, celui qui produit des valeurs de commande sous la forme d'un signal analogique et autres. Il est donc souhaitable que le dispositif de commande de moteur puisse être connecté à différents dispositifs de commande principaux. Un trigonométre optique ou un trigonométre ma- gnétique peut être utilisé comme le capteur qui détec- te les rotations du moteur. D'une façon générale, le trigonométre optique offre une haute précision et une haute résolution mais il est coûteux et le trigonométre magnétique est bon marché mais de moindre précision et de moindre résolu- tion que le trigonométre optique. A partir de cette dif- férence de caractéristique, le trigonométre optique et -2- le trigonométre magnétique sont utilisés sélectivement suivant que la précision ou le prix est considéré de préférence. Un dispositif de commande de moteur particulier au trigonomètre optique et un dispositif de commande de moteur particulier au trigonomètre magnétique ont été jusqu'ici réalisés séparément. Cependant, avec ces réalisations, le disposi- tif de commande de moteur doit être choisi de façon appropriée à chaque fois afin de correspondre à un cap- teur particulier qui est utilisé. Le dispositif de com- mande de moteur est coûteux initialement et par consé- quent, l'obligation de remplacer entièrement le dispo- sitif peut être très désavantageuse en ce qui concerne le prix quand le dispositif est destiné à diverses ap- plications. Ensuite, pour entraîner un bras de robot avec le dispositf d'entraînement de moteur, le cas peut se présenter o une position angulaire absolue du moteur doit être identifiée afin d'assurer la position du bras et ainsi de suite. Cependant, un capteur du type absolu est ini- tialement coûteux. Par conséquent, un dispositif bon marché et permettant de détecter la position angulaire absolue est souhaité. Par ailleurs, dans le cas o un capteur du type par incréments est utilisé, l'origine de la posi- tion angulaire est nécessaire mais, un dispositif de détection d'origine de prix modéré et de haute préci- sion est préférable. Comme cela a été mentionné ci-dessus, le dis- positif d'entraînement de moteur présente de nombreux impératifs mais un tel système qui satisfait simultané- ment ces impératifs n'a pas encore été réalisé. L'invention a été conçue pour satisfaire simul- 3- tanément les conditions précitées et son objet est de réaliser un dispositif de commande de moteur qui permet de fonctionner avec différents types de dispositifs prin- cipaux de commande, de capteurs et de dispositifs d'ali- mentation et qui soit ainsi capable de répondre avec sou- plesse aux différents impératifs d'un utilisateur. Dans un dispositif ayant pour fonction la com- mandeen boucle fermée d'un moteur, l'invention concerne un dispositif de commande de moteur comportant: une partie d'interface extérieure prévue avec plusieurs circuits d'interface en fonction du type de dispositif principal de commande pour produire des si- gnaux de commande; une partie d'interface de capteur prévue avec une partie d'interface d'un capteur pour détecter les rotations du moteur; une partie de commande principale destinée à produire un signal de commande lorsque le moteur est oumis à une commande en boucle fermée, en fonction du signal de commande reçu de la partie d'interface ex- térieure et du signal de détection reçu de la partie d'interface de capteur; une partie de commande d'alimentation destinée à amplifier un courant en fonction du signal de comman- de et à fournir le courant amplifié à une bobine du mo- teur; caractérisé en ce que la partie d'interface extérieure, la partie d'interface de capteur, la partie de commande principale et la partie de commande d'ali- mentation sont séparées et constituées par des cartes en une structure modulaire. Dans cette réalisation, le dispositif de comman- de de moteur selon l'invention satisfait simultanément les impératifs précités. D'autrescaractéristi ques et avantages de l'invention -4- apparaitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples nullement limitatifs: la figure 1 est un schéma synoptique d'un sys- tême de commande de moteur selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est un schéma synoptique concret du dispositif de commande de moteur selon l'invention, et les figures 3 à 55 sont des représentations d'exemples de réalisation concrète de chaque composant du dispositif représenté sur la figure 2. L'invention sera maintenant décrite en détail en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est un schéma synoptique d'un dis- positif de commande de moteur selon un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention. Sur la représentation, la référence 1 désigne un moteur et la référence 2 désigne un capteur qui dé- tecte les rotations du moteur 1. - La référence numérique 3 désigne un dispositif principal de commande qui produit un signal de commande en boucle fermée, la référence 4 désigne un ensemble d'attaques qui soumet le moteur 1 à une commande en bou- cle fermée en fonction d'un signal de commande provenant du dispositif principal de commande 3 et du signal rame- né par le capteur 2 et la référence 6 désigne un frein dynamique destiné à freiner le moteur 1. La réalisation concrète de chaque ensemble sera maintenant décrite. Le capteur 2 est du type à modulation de phase, pour lequel un trigonométre optique ou un trigonométre magnétique est utilisé. Dans le dispositif principal de commande 3, la référence 31 désigne un ordinateur personnel destiné à -5- émettre des commandes pour démarrer et arrêter le mo- teur par une ligne de communication RS232C, la référen- ce 32 désigne un dispositif de commande asservi destiné à produire un signal de commande analogique et soumet- tant le moteur 1 à une commande en boucle fermée pour sa vitesse de rotation, la référence 33 désigne un dis- positif de commande de positionnement destiné à produi- re un signal de commande pulsé en série et la référence 34 désigne un dispositif de commande de robot destiné à émettre un signal de commande sur une ligne omnibus à 8 bits. Ainsi, le dispositif principal de commande est prévu pour différents systèmes. Dans le boitier de commande 4, les références 41, 42, 43, 44 désignent un circuit d'interface uniaxiale ("interface" étant abrégé par I/F ci-après), un I/F de vitesse/couple, un I/F d'impulsions en série et I/F de ligne omnibus à micro-ordinateur à 8 bits respective- ment, connectant chacun l'ordinateur personnel 31, le dispositif de commande d'asservissement 32, le disposi- tif de commande de positionnement 33 et le dispositif de commande de robot 34 au boîtier de commande 4. Les références numériques 45 et 46 désignent un I/F optique et un I/F de trigonomètre respectivement destinés à connecter le capteur 2 au boîtier de comman- de 4. Lorsqu'un trigonomètre optique est utilisé pour le capteur, le I/F 45 est utilisé et lorsqu'un trigono- mètre magnétique est utilisé, le I/F 46 est employé. Les I/F 45 et 46 émettent des signaux comprenant des si- gnaux de détection traités du trigonomètre optique 45 et du trigonométre magnétique 46. La référence numérique 47 désigne une partie de commande principale, soumettant le moteur 1 à une com- mande en boucle fermée pour sa position angulaire, sa vitesse de rotation et son couple produits en fonction des signaux de commande provenant des I/F 41-à 44 et des -6- signaux de direction provenant des I/F 45, 46 et émet- tant un signal de commande dans un signal en modulation de durée d'impulsion (PWM). Ensuite, la partie de com- mande principale 47 fonctionne également pour commuter et commander le moteur. La référence numérique 48 désigne une partie de commande d'alimentation qui est circuit d'attaque de moteur du type à onduleur qui amplifie l'alimentation en fonction d'un signal PWM provenant de la partie de commande principale 47. La partie de commande d'alimen- tation 48 est prévue avec une partie du type à grande vitesse 481 et une partie du type à petite vitesse 482. La référence numérique 49 désigne une source principale d'alimentation destinée à produire une ten- sion continue convertie à partir d'une tension d'alimen- tation alternative qui est produite par trois sources d'alimentation 49!% 493 en fonction de la tension d'ali- mentation et de la tension de sortie. Les circuits d'at- taque de moteur 481 et 482 sont utilisés correctement en fonction des sources d'alimentation principales 491 à 493 pour leur fonctionnement. La référence numérique 50 désigne une source d'alimentation de commande destinée à produire une ten- sion d'attaque de la partie de commande principale 47 à partir de la sortie de la source d'alimentation prin- cipale 49. Un dispositif minimal est constitué par une partie I/F extérieure 400 comprenant des I/F 41 à 44, une partie I/F de capteur 401 comprenant des I/F 45, 46, la partie de commande principale 47 et la partie de com- mande d'alimentation 48. Ainsi, le dispositif minimal a une structure modulaire. La figure 2 est un schéma synoptique concret d'un dispositif de commande de moteur dans un mode pré- féré de mise en oeuvre de l'invention. Sur la figure 2, -7- des références numériques semblables représentent des éléments identiques de la figure 1. Sur la figure 2, la réalisation générale est représentée sur trois dessins séparés (a) à (c). Ceux portant la référence numérique des lignes de signaux T1 à T13 sont connectés entre eux parmi les dessins. Comme le montre la figure 2, la partie I/F extérieure 400 comporte plusieurs types ou trois types, par exemple de I/F. La partie I/F de capteur 401 com- porte une carte ID 402 de trigonométre magnétique et une carte ID 403 de trigonomètre optique auxquelles sont connectés respectivement le trigonométre magnétique et le trigonométre optique et un circuit de compteur 404 destiné à compter le nombre des impulsions du signal ]5 produit par ces cartes. La partie de commande principale 47 comporte une partie de commande de position 470 et une partie de commande de vitesse 490 destinées à soumettre le moteur à une commande en boucle fermée pour la position angu- laire et la vitesse de rotation respectivement. La référence numérique 7 désigne une partie de réglage ayant pour fonction d'assurer différents régla- ges sur un commutateur ou un dispositif principal de commande. Chaque composant du dispositif représenté sur la figure 2 sera décrit dans une construction concrète, séparément par article. (1) moteur. La figure 3 représente un exemple de réalisa- tion concrète du moteur 1. La figure 3 (A) est une vue de face d'une par- tie du moteur et (B) une coupe de cette dernière. Le moteur est réalisé de manière qu'un rotor soit disposé à l'extérieur et un stator à l'intérieur et qu'un aimant fixe soit disposé sur le côté du stator, -8- maintenant ainsi le rotor large radialement. La référence numérique 101 désigne un stator intérieur comprenant deux matériaux magnétiques 10la, lOlb et un aimant fixe (comme un aimant permanent, un électro-aimant ou similaire) 102 relié aux deux et une bobine d'excitation décrite ci-après. Les matériaux ma- gnétiques 0lla et lOlb sont prévus avec six pôles sail- lants 103a1 à 105al, 103a2 à 105a2 et également 103b1 à b1, 103b2 à 105b2 respectivement, chaque pôle sail- lant comportant des dents avec un pas P sur l'extrémi- té. Les dents des pôles saillants 103a1 et 104a2 par exemple comportent entre eux un déphasage de 1/3 pas (P/3) et les pôles saillants 103a1 et 103b1 par exemple avec deux matériaux magnétiques 0lla et lOlb opposés entre eux à une phase. Les références numériques 106a à 106c et 107a à 107c désignent des bobines d'excitation prévues sur chaque partie de pôle saillant, chacune des deux bobines 106a et 107a, 106b et 107b, 106c et 107c étant connectées en série, la référence 108 désigne un rotor formé d'un matériau magnétique et prévu avec des dents de pas P à l'intérieur. Le rotor 108 comporte des dents 108a et 108b qui sont décalées chacune de 1/2 pas. Le moteur réalisé de la manière décrite ci- dessus tourne sous l'effet d'un courant (angle sinusoî- dal, angle pulsé ou similaire) avec un déphasage de 120 entre les bobines d'excitation 106a et 107a, 106b et 107b, 106c et 107c. Le sens de rotation peut être changé par avance ou retard de la phase. Un flux magnétique dû à l'aimant permanent 102 et un flux magnétique dû à la bobine d'excitation 106a sont additionnés ou soustraits alternativement dans les entrefers 109a et 109b faisant ainsi tourner un moteur pulsé avec une haute résolution. Le flux magnétique est engendré par un aimant fixe 102, à la moitié du flux magnétique qui est néces- saire pour la rotation, de sorte que la consommation -9- d'énergie est réduite au minimum et que le rendement est encore amélioré. La raison pour laquelle un aimant permanent utilisé comme un aimant fixe est prévue sur le côté de stator est que, étant donné que la densité du flux magnétique superficiel de l'aimant est aussi faible que 1T (Tesla) au plus, des dimensions apprécia- bles sont nécessaires et par conséquent, l'aimant, s'il est disposé sur le côté du rotor peut être épais radia- lement. Ainsi, le nombre des pôles saillants peut être choisi arbitrairement, dans la mesure o il est un multiple de "3", autre que "6". Comparativement aux moteurs de même diamètre extérieur et également de même diamètre d'arbre, le mo- teur de cette réalisation peut produire un couple enco- re plus fort. Un exemple d'une structure à deux noyaux dans laquelle deux matériaux magnétiques sont prévus sur le rotor et le stator chacun est représenté sur la figure 3 mais l'invention n'est pas nécessairement limitée à cette réalisation et par conséquent, une structure à un seul noyau dans lequel un matériau magnétique est prévu sur le rotor et le stator est acceptable. Un autre exemple de réalisation du moteur 1 est représenté sur la figure 4. Le dessin montre l'état dans lequel le moteur est accouplé avec un trigonométre magné- tique pour fonctionner comme un actionneur. Sur la figure, la référence 1 désigne un moteur d'entraînement direct du type à rotor extérieur (moteur d'entraînement direct appelé "moteur DD" ci-après), la référence 2 désigne un trigonométre magnétique destiné à détecter les rotations du moteur 1. Dans le moteur 1, la référence ll désigne un stator, 12 désigne un rotor et 13 désigne un palier qui soutient le rotor 12 pour qu'il puisse tourner sur le stator 11. -10- Dans le stator 11, la référence 111 désigne une chemise cylindrique de stator, 112 désigne une ba- gue de blindage formée d'une matière non magnétique et fixée sur la surface périphérique extérieure de la che- mise de stator 111 et 113 désigne un noyau de stator fixé sur la surface périphérique extérieure de l'anneau de blindage 112. Le noyau de stator 113 est formé d'une plaque d'acier laminé et elle est prévue avec un pôle saillant de pas constant des dents formés sur l'extré- 1o mité. La référence numérique 114 désigne en enroulement bobiné sur le noyau de stator 113 et 115 désigne un ai- mant permanent intercalé entre des piles du noyau de stator 113. Le noyau de stator 113 constitue un circuit magnétique pour un champ développé par l'enroulement 114 et l'aimant permanent 115. La référence numérique 116 désigne une chemise inférieure sur laquelle est fixée la chemise de stator 111, 117 désigne une bride pour coincer le palier 13 par un côté d'extrémité. Dans le rotor 12, 121 désigne une chemise cy- lindrique de rotor, 122 désigne un noyau de rotor fixé sur une surface périphérique intérieure de la chemise de rotor 121 et constituant un circuit magnétique du rotor, 123 et 124 désignent une bride supérieure et une bride support sur lesquelles sont fixées les extrémités opposées de la chemise de rotor 121 et 125 désigne une bride pour coincer le palier 13 par un côte d'extrémi- té. Le noyau de rotor 122 est constitué par une plaque d'acier laminée avec un pas constant des dents formées dans des positions opposées aux dents du noyau de sta- tor 113. Le noyau de stator 113 et le noyau de rotor 122 sont fixés par soudage. Le trigonomètre magnétique 2 est formé par une partie de stator 21 et une partie de rotor 22 fixées solidairement sur le stator 11 et le rotor 12 respecti- vement. -11- Dans la partie de stator 21, 211 désigne une bague non magnétique, 212 désigne un noyau dans lequel sont prévus des matériaux magnétiques, 213 désigne un enroulement bobiné sur le noyau 212 avec interposition d'une matière isolante 214. La bague non magnétique 211 et le noyau 212 sont fixes mutuellement par un adhésif. Le noyau 212 est prévu avec un pôle saillant et des dents formées à un pas constant sur l'extrémité. Dans la partie de rotor 22, 221 désigne une bague magnétique, 222 désigne un noyau avec des maté- riaux magnétiques incorporés, fixes tous deux par un adhésif comme dans le cas de la partie de stator. Des dents sont formées sur le noyau 22 avec un pas constant dans des positions opposées aux dents du noyau de sta- tor. La partie de rotor et la partie de stator sont traitées de manière que le nez de noyau et la bague non magnétique se trouvent sur un cercle concentrique. Le palier 13 est du type à rouleaux transver- saux, supportant le rotor du moteur 1 et le rotor du trigonomètre magnétique 2, par un côté. La figure 5 est une vue éclatée du moteur de la figure 4. Chaque élément éclaté constitue un module. La chemise supérieure modulaire 123, la chemise inférieure 116 et la bride support 124 peuvent être modifiés quant à leur réalisation en fonction de spécifications de l'utilisateur pour le moteur. En utilisant des parties longues pour la chemise de rotor 121 et la chemise de stator 111, un moteur avec une longue partie de noyau peut être réalisé, avec la chemise supérieure 123, la chemise inférieure 116 et la bride support 124 en commun entre elles. Le moteur est réalisé en fixant chaque module par soudage. Ainsi, chaque composant du moteur est réalisé -12- sous forme modulaire pour obtenir un ensemble terminé à chaque unité prédéterminée. Un exemple fonctionnant du moteur utilisant ce module sera maintenant décrit. La figure 6 montre la raison pour laquelle la chemise supérieure 123 est formée cylindriquement, la figure 7 montre la raison pour laquelle la chemise sup- port 124 est en forme de chemise, la figure 8 montre la raison pour laquelle la chemise de rotor 121 et la che- mise de stator 111 sont prolongées pour s'étendre jus- qu'à la partie de noyau et la figure 9 la façon dont un bras de robot est monté sur la chemise supérieure 123. A partir des éléments modulaires de moteur, de la façon décrite, les utilisateurs sont à même de réaliser arbitrairement la chemise modulaire selon les spécifications. Une structure d'accouplement du moteur est donc souple pour répondre aux impératifs. Ensuite, étant donné que les composants de rotor du moteur sont faciles à accoupler extérieurement, une réduction du * nombre des pièces et une réduction des prix sont réali- sables. Ensuite, quand le moteur est terminé comme le montre la figure 10, le trigonométre magnétique modu- laire peut être incorporé dans l'actionneur. Pour l'in- corporation, la bague non magnétique 211 est ajustée sur la chemise 116 et la bague non magnétique 221 est ajustée dans la chemise 124 et ensuite fixée. Le trigonométre magnétique ne peut résister à une contrainte extérieure et par conséquent, il est fixé par ajustage et collage en même temps. La figure 11 représente un autre exemple de réalisation du moteur. Dans ce moteur, les chemises de rotor et de stator sont prolongées vers le haut et le trigonométre -13- magnétique est fixé dans cette partie. Pour cette réa- lisation, une partie supérieure et une partie inférieu- re du moteur peuvent être choisies pour la position dans laquelle est fixé le trigonomètre magnétique, ce qui augmente la disponibilité des spécifications. La figure 12 représente un autre exemple de réalisation du moteur. Sur la figure, la référence 130 désigne un actionneur avec la réalisation intérieure telle que représentée sur la figure 4. La référence numérique 131 désigne un rebord formé sur une surface périphérique extérieure de l'ac- tionneur 130. Le rebord 131 est positionné autour d'un axe L longitudinal du palier de l'actionneur. L'axe L est représenté sur la figure 4. Etant donné que l'axe L et son voisinage viennent entre le moteur et le tri- gonomètre magnétique, la variation de résistance magné- tique est réduire au minimum même en raison de la for- mation du rebord dans cette partie, et en outre le ro- tor est particulièrement épais dans cette partie et par conséquent sa résistance est élevée, et ainsi, la par- tie est optimale pour former le rebord. La référence numérique 132 désigne une partie épaulée formée sur le rebord 131 et 133 désigne un boi- -tier annulaire vissé et fixé sur la partie épaulée 132, de section en forme de L. La référence numérique 134 désigne un photo- coupleur monté sur une partie fixe et la référence 135 désigne un élément d'écran qui intercepte la lumière du photocoupleur lorsqu'une position angulaire de l'ac- tionneur monté sur le boitier annulaire 133 arrive à l'origine. Le capteur d'origine comporte donc le photo- coupleur 134 et l'élément d'écran 135. La référence numérique 136 désigne une pièce montée sur la partie fixe et 137 désigne une pièce de -14- régulation de la plage angulaire de l'actionneur en venant en contact avec la pièce 136 montée sur le boi- tier annulaire 133. Une butée est constituée par les pièces 136 et 137. La référence numérique 138 désigne un joint contre la poussière présent sur un nez du boîtier annu- laire 133 et amené en contact avec le stator par un flux magnétique. Ensuite, comme pièce de montage d'un équipe- ment périphérique comme un capteur d'origine, une bu- tée ou similaire sur la chemise, une pièce annulaire thorique peut être utilisée ou lieu du boîtier annulai- re. Dans ce cas, plusieurs trous tarodés sont prévus sur la pièce annulaire et en choisissant le trou taro- dé pour monter l'équipement périphérique, la plage dans laquelle l'équipement périphérique fonctionne peut être réglée arbitrairement. Puis l'équipement périphérique peut être mon- té directement sur la chemise. La figure 13 représente un autre exemple enco- re de réalisation du moteur. Dans le moteur, non seulement la chemise infé- rieure 116 mais également la chemise de stator 111 font saillie partiellement du rotor 12. Au montage du moteur, l'axe L1 de la chemise inférieure 116, l'axe L2 de la chemise de stator 111 et l'axe L3 de la chemise supérieure 123 sont alignés en même temps. Ainsi, la chemise supérieure 123 et la chemise inférieure 116 viennent l'une contre l'autre et sont alignées simultanément. Puis l'axe de la bride support 124 peut être ajouté à l'alignement précité. Dans ce moteur, une excentricité satisfaisante peut être obtenue entre la chemise supérieure du rotor et la chemise inférieure du stator lorsqu'elles sont -15- l'une contre l'autre et ainsi, l'écart des objets en- trainés fixés sur le rotor peut être réduit. La figure 14 représente un autre exemple de réalisation du moteur. Une encoche de mise en phase des dents du stator est formée sur chacune des plaques d'acire lami- né constituant le noyau de stator 113. Etant donné que les plaques d'acier sont laminées avec les encoches qui coïncident entre elles, une rainure 118 est formée par les encoches dans l'état dans lequel le noyau de stator est constitué. Le moteur de la figure 14 utili- se la rainure. La référence numérique 119 désigne une pièce en saillie formée comme un arbre par un matériau magné- tique, par exemple une matière du groupe du fer. Comme le montre la figure 15, la pièce en saillie 119 est fixée par une extrémité dans la rainure 118, par sou- dage et l'autre extrémité est également fixée par sou- dage sur la chemise de startor 111. Le noyau de stator 115 est ainsi fixé sur la chemise de stator 11. La figure 16 montre l'état de fixation. La pièce en saillie 119 est suffisamment lon- gue pour écarter suffisamment une torche de soudage pour l'empêcher de se courber sous l'effet du champ de l'aimant permanent 115 quand l'autre extrémité de la pièce en saillie est soudée. Un soudage TIG est uti- lisé dans ce cas. Ici, dans le cas o le noyau de stator 113 est soudé et fixé sur la chemise de stator 111 dans une par- tie a sans utiliser la pièce en saillie 119 comme le montre la figure 17, une torche t peut être courbée com- me l'indique le trait pointillé par le champ de l'ai- mant permanent, car la torche t s'écartant de la tige de soudage b n'est pas suffisamment écartée de l'aimant permanent 115. Il est donc difficile de souder dans la -16- partie a. Par ailleurs, la torche t est écartée de l'aimant permanent 115 en fonction de la longueur de la pièce en saillie 119 et un soudage est effectué dans la partie c comme le montre la figure 18, selon l'invention et par conséquent, la torche n'est jamais courbée sous l'influence du champ. Le travail de sou- dage est donc facilité. Ensuite, étant donné que la pièce en saillie est fixée directement dans les enco- ches de positionnement de la plage d'acier laminé, la pièce en saillie peut être fixée sans augmenter le nom- bre des opérations. La pièce en saillie peut être obtenue en pliant une plaque magnétique plutôt qu'une broche. DOans le cas présent, le coefficient de dila- tion thermique de la partie de structure en sandwich dans laquelle des côtés opposés de l'anneau de blinda- ge 112 sont intercalés avec la chemise de stator 111 et le noyau de stator 113 sera expliqué. La figure 19 est un schéma synoptique d'une partie de structure en sandwich dans laquelle est inter- calée la bague de blindage. Sur la figure, les caractères suivants re- présentent: a 1: coefficient de dilatation thermique de la chemise de stator 111 a2: coefficient de dilatation thermique de l'an- neau de blindage 112 a 3: coefficient de dilatation thermique du noyau de stator 113 r1: diamètre intérieur de l'anneau de blindage = diamètre extérieur de la chemise de stator r2: diamètre extérieur de l'anneau de blindage -17- = diamètre interieur du noyau de stator 113. Pour empêcher l'anneau de blindage 112 de se séparer des pièces des deux côtés malgré un changement de température, le coefficient de dilatation thermique de l'anneau de blindage 112 est exprimé comme suit: a3 r2 A T a 1 rl T = a2 (r2 - r1) A T a 3 - r = r2 - al r = 2 (r2 1r) C 2 = (3 r2 l rl)/(r2 - rl) Ainsi, une réalisation simple pour obtenir la structure en sandwich est suffisamment effective pour éviter qu'un jeu se produise sous l'effet d'une variation de température entre le noyau de stator et l'anneau de blindage qui sont faits de matières diffé- rentes. (2) Capteur (2-1) Dans le cas o le capteur est un tri- gonomètre magnétique: la figure 20 représente un exemple de réali- sation d'un trigonométre magnétique utilisé comme. cap- teur. Sur la figure, (a) est un vue en plan et (b) est une coupe suivant la ligne X-X de (a). Sur la figure, 231 désigne un rotor cylin- dirque prévue avec des dents 232 de pas constant Pr sur la périphérie intérieure, o 2311 et 2312 étant prévues l'une au-dessus de l'autre. La référence numérique 233 désigne un stator disposé à l'intérieur du rotor 231. Le stator 233 com- porte 4N (N étant un entier) éléments, par exemple 16 éléments de pôles saillants 2341 à 23416. Les dents 235 opposées aux dents 232 sont prévues aux extrémités des pôles saillants. Puis les enroulements 2361 à 23616 sont bobinés sur chaque pôle saillant. Bien qu'un-seul en- roulement 2361 bobiné sur le pâle saillant 2341 soit in- -18- diqué, des bobines sont enroulées sur les autres pôles saillants de la même manière. Ce stator 233 comporte des parties 2331 et 2332, l'une au-dessus de l'autre avec interposition d'une pièce isolante 237. Le rotor 231 et le stator 233 sont réalisés en plaques d'acier laminées. Les références numériques 2381 et 2382 dési- gnent des sources de signalisation qui produisent des tensions alternatives Ec = Vcos t et Es = Vsin t (V étant l'amplitude de la tension) pour les enroule- ments des stators 2331 et 2332. La réalisation détaillée du rotor et du sta- tor est illustrée par la figure 21. La figure montre un développement du rotor et du stator. Sur là figure, n éléments de dents sont for- més dans un pâle saillant (ns = 4 comme représenté). Ensuite, les pôles saillants 2341, 2342, 2343, 2344 sont déphasés de 0, (1/4) Pr, (2/4) Pr, (3/4) Pr par rapport à la dent 232 du rotor 231. Le pôle saillant est prévu en 16 éléments au total et les pôles saillants d'une phase sont constitués apr 4 éléments chacun. Les enroulements bobinés sur les pâles saillants d'une phase forment une phase. Les enroulements bobinés sur les pâles sail- lants avec les phases décalées de O, (1/4) Pr, (2/4) Pr, (3/4) Pr sont appelés respectivement la phase A, la pha- se B, la phase C et la phase D. Le pas Ps des dents d'un pôle saillant 235 est: P = Pr - (Pr/3n s s Ainsi, des dents 235 d'un pâle saillant sont déphasés de Pr/3ns dans la direction dans laquelle elles sont disposées. Les dents peuvent donc être utilisées 1 9- comme un vernier. Les rotors 2311 et 2312 sont placés l'un au-dessus de l'autre avec les dents 232 en phase. Puis les stators 2331 et 2332 sont placés l'un audessus de l'autre avec les dents 235 déphasées de Pr/4. Chaque enroulement du stator est connecté comme le montre la figure 22. Sur la figure 22, L1 désigne une bobine avec des enroulements de phase A et de phase B connectées en série, L2 désigne une bobine avec des enroulements de phase C et de phase D connectées en série. Une tension Vcos w t est appliquée aux enroulements du stator 2331 et la tension Vs in w t est appliquée aux enroulements du stator 2332. Les tensions produites sur les bobines sont détectées par une résistance, à l'amplificateur et un soustracteur. Le fonctionnement de cet appareil sera dé- crit ci-après. Les tensions S1, S2, S3, S4 produites sur les enroulements de phase A, de phase B, de phase C et de phase B sont les suivantes: ns-i P-r Pr Sl = E ú {1 + m sin ( + -3) + m2sin 2 ( - + P) + 9, 0 ns 3 nls Pr ú + mnsin n (9 + Pr)} (1) 3 ns Pr ú S2 = E ú {1 + ml sin ( + 2 + 3- n) + m2sin 2 S3 E ú {1 + m sin( + 9 + - -n + M2Sin 2 3=O n ( A+ 7T + Pr. S3 i E{ + m,,sin n (-+ mr 23 3 n ( 3 + ----)} (3) 3 nls -20- S3 Pr S4 = EZ 1 + mlsin (+ 3+ n) + m2sin 2 Z= 3 ns g=O 3 Pr.Z PrZ (e 2 + 3) + mnsin n +3+ P)} (4) e -17 '3 _ns ni7T± o -: ordre des dents, E: amplitude de tension, ml, m2, mn: constantes. La tension obtenue en additionnant et en soustrayant ces tensions, sous la forme S1 + S2 -S3 - S4 est la suivante: Si + 52 - S3 - S4 Pr Pr = E x [2 Z{mrn sin ( m5 sin9+ r - il= n ns> 3e > +2 -- osn (e +7 ±) + ms sin 5 (e + 7T ±'-} =mO -23 ris 2 +3 - ns- 2!ie Pi 9, *2 E { sn( + Z+ --S) + ms sir. 5 (+P -) + + T--- _... (5). Etant 3 nnquel s 23 ns ns-i +2 Z imjsin (L aPr- dd s ei n Pr el S1= 2 3 -nssin 3 ns + ns-1 Sm (++3 NPr Pr 2...s.2.) + ..} 2V2EE fr-nisin3 n3 + mssin 5(0 + ns-i () - 2/3 E Z {! sir (5). Etant donné qu'elles ont moins d'influence, les com- posantes harmoniques de la cinquième et au-dessus peuvent être négligées. La tension de détection est la suivante S1+ S2 - s3 -S4 = A0 sin (e + 4) o A0 est une constante,. est une phase initiale corres- pondant à N -1 sPr Pr._ - 4 N de l'équation (5). -21 - La figure 23 est un diagramme vectoriel des tensions S1 à S4. Comme le montre la figure, la compo- sante d'harmonique secondaire est supprimée par la dif- férence entre unvecteur composite des tensions S1 et S2 et un vecteur composite des tensions S3 et S4 et la com- posante d'harmonique tertiaire est supprimée avec les dents prévues sur les pôles saillants comme un vernier. Ainsi, la tension détectée au stator 233 est: Vs Ec (S1 + S2 - S3 - S4) = Vcost. Asin (8 +) Les signaux de détection Vs1 et Vs2 de la figure 22 correspondent respectivement à S1 + S2 et S3 + S4. Ainsi, la tension détectée au stator 2332 est: Vs Es (S1 + S2 - S3 -4) = Vsin u t. Acos (O + 6) Les signaux de détection Vc1 et Vc 2de la figure 22 correspondent respectivement à S1 + S2 et S3 + S4. Ainsi, le signal détecté par le circuit de la figure 22 est: VT Vs - Vc = Vcos Wt. Asin (0 +4) - Vsin w t. Acos (6 +y) = AVsin (0 + - wt) et la phase du signal de détection est modulée en fonc- tion de l'angle de rotation e du rotor. L'angle de rota- tion peut donc être détecté en lisant la phase. Le cas dans lequel un enroulement à quatre phases est utilisé a été décrit dans ce mode de réalisa- tion mais un nombre de phase des enroulements n'est pas nécessairement limité à cette valeur. Dans le cas par exemple o un enroulement triphasé est utilisé, les pha- ses des dents des pôles saillants voisins sont déphasées -22- de Pr/3 pour supprimer la composante d'harmonique ter- tiaire et les dents des pôles saillants sont déphasées de Pr/2n5 à un pas du otor pour la réalisation d'un vernier, supprimant ainsi la composante harmonique se- condaire. Le cas dans lequel le signal S1 + S2 - S3 - S4 est détecté par les stators 2331 et 2332 pour sup- primer la composante harmonique a été décrit dans ce mode de réalisation mais la composante harmonique peut être supprimée par d'autres additions et soustractions que ces dernières. Par exemple, la composante harmoni- que peut être supprimée par S1 + S2 - S3 - S4 au stator 2331 et l'harmonique supérieure peut être supprimée par S2 + S3 - S4 - S1 au stator 2332. Dans ce cas, le sta- tor 2332 comporte des enroulements de phase B et de pha- se C connectées en série et des enroulements de phase A et de phase D connectées en série. Le pas des dents du pôle saillant n'est pas nécessairement limité à: Pr (Pr/3ns) mais il peut être: Pr + (Pr/3n)autrement. s En outre, les dents des pôles saillants du stator 2332 peuvent être en phase avec celles des pôles saillants du stator 2331. Dans le trigonométre magnétique réalisé de la manière décrite ci-dessus, une composante harmonique supérieure et secondaire et une harmonique supérieure tertiaire produites sur la tension de détection des en- roulements sont supprimées par des enroulements polypha- sés et des dents des pôles saillants comme un vernier par rapport aux dents du stator, de sorte que l'erreur du signal de détection est réduite au minimum et qu'une linéarité de détection d'angle est améliorée. La figure 24 représente un autre exemple de -23- réalisation du trigonomètre magnétique. Sur la figure, la référence numérique 241 désigne un rotor cylindrique, 242 désigne un stator disposé à l'intérieur du rotor 241. Le rotor 241 tourne autour d'un centre 0 du cylindre. Le centre 01 du stator 242 est disposé avec un décalage de par rapport au centre 0 de rotation du rotor 241. Des pôles saillants 2431 à 2434 sont for- més sur le stator 242 dans des positions espacées d'un angle de 90 . Une extrémité de chaque pôle saillant se trouve en face de la surface intérieure périphérique du rotor 241. Avec cette disposition, l'entrefer entre l'extrémité d'un pâle saillant et la surface périphé- rique intérieure du rotor change après un angle de ro- tation du rotor. Dans le trigonomètre magnétique, aucune dent n'est formée sur le rotor ni sur les pâles saillants. Les références numériques 2441 à 2444 dési- gnent des enroulements bobinés sur les pâles saillants 2431 à 2434. La référence numérique 245 désigne une sour- ce de signalisation qui attaque deux enroulements 2441 et 2443 positionnés face à face avec un signal alterna- tif Asin,;,4( A: amplitude de tension ou de courant, : pulsation, t: temps) et deux autres enroulements 2442 et 2444 avec un signal alternatif Acos u t. La référence numérique 246 désigne une par- tie d'opérations arithmétiques destinées à calculer un signal de détection de rotation du rotor en fonction du courant qui circule dans chaque enroulement. Un exemple d'une configuration de ce circuit pour la partie d'opérations arithmétiques est représenté sur la figure 25. Le fonctionnement du trigonométre magnétique -24- ainsi réalisé sera decrit ci-après. Etant donné que le centre du stator 242 est disposé excentriquement par rapport au centre de rota- tion du rotor, les inductances L1 à L est enroulements 2441 à 2444 sont les suivantes: L1 = L0 (1 + msin 6) L2 = L0 (1 + msin (6 + 90 )) L3= L0 (1 - msin 6) L4= L0 (1 + msin ( 6 - 90 )) o L0, m: constantes, 6: angle de rotation. Etant que les bobines 2441 et 2443 sont exci- tées par le signal Asin a t et que les bobines 2442 et 2444 sont attaquées par le signal Acos t, les courants I1 à I4 qui circulent dans les enroulements 2441 à 2444 sont les suivants I1 = K (1 + msin 9) sin u t I2 = K (1 + mcos 6) cos u. t 13 = K (1 - msin 6) sin ut 14 = K (1 - mcos 6) cos t o K: constante. * A partir de ces courants, la partie d'opéra- tions arithmétiques 246 effectue l'opération suivante: (I1 - 13) + (I2 - 14) = 2mK sin 6 sin '.t + 2mK cos 6 cos u t : 2mK sin ( st - 6 + 90 ) (6) Le signal donné par l'équation (6) est modulé en phase de 360 quand le moteur tourne d'un tour, de sorte qu'un angle absolu par rotation peut être détecté en mesurant le déphasage avec le signal d'attaque au moyen d'un compteur de déphasage C de la figure 25. En outre, la vitesse de rotation peut être détectée en me- surant la vitesse variable de la phase. Le cas dans lequel le pôle saillant comporte quatre éléments, a été décrit dans ce mode de réalisation -25- mais le pôle saillant peut comporter 4n éléments, en plaçant une pièce de stator du mode de réalisation sur une autre en n éléments (n étant un nombre entier) et un trigonométre magnétique réalisé de cette manière apporte les effets suivants: (1) étant donné qu'une manière spéciale n'est pas néces- saire pour bobiner un enroulement, le travail d'enrou- lement des bobines peut être automatisé et par conséquent, le prix peut être réduit de façon raisonnable. (2) la réalisation est telle que la position angulaire et la vitesse de rotation sont détectées à partir d'un déphasage entre un signal calculé par la partie d'opé- rations arithmétiques et un signal d'attaque de la sour- ce de signalisation et par conséquent, le rapport S/N est satisfaisant pour une réalisation d'interface numé- rique disponible. (3) en combinaison avec un trigonomètre magnétique de haute résolution du type à incréments comprenant plu- sieurs origines de position angulaire, une origine dé- tectée par une opération de retour à zéro d'origine est spécifiée par le trigonométre magnétique selon l'inven- tion et un écart entre l'origine spécifiée et la posi- tion angulaire est détecté avec précision dans le tri- gonométre magnétique de haute résolution, de sorte qu'il est possible de réaliser une unité de détection de posi- tion du type absolu de haute précision. (4) le noyau de stator et la partie de circuit peuvent être utilisés en commun avec ceux d'un trigonomètre ma- gnétique du type nX (une phase du signal de détection changeant à n périodes par tour dy rotor). La figure 26 représente un autre exemple de réalisation du trigonomètre magnétique. Sur la figure, le moteur ldiffère par le nom- bre des noyaux de stator qui sont empilés mais la réali- sation est la même que celle du moteur de la figure 4. -26- Le trigonomètre magnétique 2 consiste en un trigonomètre magnétique 21 de haute résolution (trigo- nomètre multipolaire) et en un trigonomètre magnétique 22 (trigonomètre unipolaire) avec une résolution de détection plus petite que celle du trigonométre magné- tique 21. Dans ce cas, plus le nombre des impulsions produites par le trigonométre magnétique quand le mo- teur tourne d'un tour, plus la résolution de détection él1evée. Les références numériques 21 et 25 désignent des stators et les références 22 et 26 désignent des ro- tors. Les stators 21 et 25 sont accouplés avec le sta- tor ll et les rotors 22 et 26 sont accouplés avec le rotor 12. Ainsi, les rotors 22 et 26 sont supportés par un côté au moyen du palier 13. Le trigonométre magnétique 21 adopte plu- sieurs positions angulaires comme une origine chacune. Le trigonomètre magnétique 22 identifie la source dé- tectée par le trigonométre magnétique 21 en ce qui con- cerne son ordre. La référence numérique 273 désigne un cir- cuit d'attaque du moteur 1, en fonction d'impulsions délivrées extérieurement. La référencd numérique 274 désigne une mémoi- re destinée à mémoriser des données sur le nombre des impulsions appliquées au moteur pour le positionnement d'un nombre d'origine, un déphasage par rapport à une position de référence de l'origine (appelé ciaprès "données de position absolue") et une position angu- laire de l'origine, comme le montre la figure 27 pour les plusieurs origines mentionnées ci-dessus. Comme la position de référence, l'une des plusieurs origines est sélectionnée. La référence numérique 275 désigne un circuit -27- de calcul de position destiné à obtenir un nombre d'im- pulsions à partir des données mémorisées dans la mémoi- re 274 en fonction des données de position absolue dé- tectée par le trigonomètre magnétique 22 quand l'origi- ne est détectée. Avec le nombre des impulsions comme une référence, une position angulaire absolue est obte- nue en fonction d'une augmentation ou d'une diminution du nombre des impulsions. Le circuit d'attaque 273 est prévu sur la carte ID 402 du trigonomètre magnétique de la figure 2 et la mémoire 274 ainsi que le circuit de détection de position 275 sont prévus sur la partie de commande de position 470. Le fonctionnement de l'appareil réalisé de cette manière sera maintenant décrit. Il sera supposé par exemple que le nombre d'origine est 10 et que le nombre des impulsions déli- vrées pour faire tourner le moteur 1 une fois est 10.000, les origines étant prévues tous les 36 et le moteur tournant de l'intervalle des origines sur les 10.000 impulsions qui lui sont délivrées. Après la connexion d'une source d'alimenta- tion, l'origine est ramené à zéro et le moteur 1 détec- te l'origine et s'arrête lorsqu'il a tourné de 36 au maximum. Dans ce cas, le trigonomètre magnétique 22 détecte des données de position absolue de l'origine détectée. Si les données de position absolue indiquent , le circuit de calcul de position 275 détecte que l'origine détectée est la sixième, c'est à dire que le moteur s'est arrêté en position lorsque 5.000 impulsions lui ont été appliquées en fonction des données représen- tées sur la figure 25. Par conséquent, une position angulaire abso- lue du moteur est détectée ensuite en fonction d'une augmentation ou d'une diminution du nombre des impulsions, -28- avec la position dans laquelle 5.000 impulsions sont données à titre de référence. Le circuit d'attaque 273 détermine la posi- tion angulaire du moteur 1 à partir de la position an- gulaire absolue détectée, par l'intermédiaire d'une commande en circuit fermé. Le trigonomètre magnétique réalisé de la ma- nière décrite ci-dessus permet d'obtenir des disposi- tifs de détection de position de haute résolution et de basse résolution, la position angulaire du moteur est détectée avec le dispositif de détection de position de haute résolution et la détermination du numéro d'ori-. gine est détectée par le dispositif de détection de position de basse résolution. Ainsi, l'origine peut être déterminée de plusieurs manières et étant donné que l'angle de rotation du moteur arrive dans l'intervalle des origines au maximum, le temps nécessaire pour l'o- pération de retour à l'origine peut être réduit. Un autre exemple de réalisation d'un trigono- mètre magnétique est représenté sur la figure 28. Sur la figure, (a) est une vue de face et (b) est une coupe suivant la ligne Z1 - Z1 le (a). Sur la figure, 281 et 282 désignent deux pièces de stators en disque constitués chacun par un matériau magnétique. Des pôles saillants 2831 à 2834 et 2841 à 2844 sont formés sur les pièces des stators 281, 282 dans des positions séparées d'un angle de 900. Des dents 285 sont formées sur les extrémités des pôles saillants avec un pas constant Pb' Les phases des dents des pâles saillants voi- -sins sont décalées de (1/2) Pb sur la même pièce de sta- tor. Avec une pièce non magnétique 286 interca- lée entre elles, les pièces de stator 281 et 282 sont placées l'une audessus de l'autre pour former un stator -29- 287. Dans ce cas, les phases des dents des pôles sail- lants voisins sont décalées de (1/4) Pb. Par exemple, les phases des dents des pôles saillants 2831 et 2841 sont décalées de (1/4) Pb' La référence numérique 2881 désigne un en- roulement bobiné sur les pâles saillants 2831 et 2833 et 2882 désigne un enroulement bobiné sur les pôles saillants 2832 et 2834. Les enroulements 2881 et 2882 constituent une bobine monophasée. Les enroulements 2891 et 2892 sont également bobinés de la même manière sur la pièce de stator 282. La référence numérique 290 désigne un rotor disposé à l'extérieur des pièces de stator 281, 282. Des dents 291 faisant face aux dents 285 et ayant pres- que le même pas que les autres dents sont formées sur le rotor 290. La figure 29 représente un exemple de réali- sation d'une partie d'interface de capteur à laquelle le trigonométre magnétique concernant l'invention est connecté. Sur la figure, la référence 280 désigne une partie de trigonomètre magnétique représentée sur la figure 28. La référence numérique 441 désigne un géné- rateur d'horloge fonctionnant comme une source de si- gnaux d'attaque des enroulements du trigonométre magné- tique, 442 désigne un diviseur de fréquence qui divise la fréquence d'horloge du générateur d'horloge 441, 411 désigne un filtre passe-bas (appelé ci-après un "LPF") destiné à extraire une composante à basse fré- quence de l'horloge divisée et 412 désigne un compara- teur de mise en forme du signal extrait. Le signal mis en forme développe une tension alternative Esin ut (E:amplitude de la tension,,.:pulsation, t: temps)et attaque les enroulements 2881, 2882. -30- La référence numérique 413 désigpe un dispo- sitif de réglage de phase qui déphase la tension alter- native Esin t de 90O et en une tension alternative Ecos t et qui corrige électriquement une erreur méca- nique des positions de montage des pièces de stator 281 et 282 (noyau sinus et noyau cosinus). Les enrou- lements 2891 et 2892 sont excités par la tension alter- native Ecos t. Les références numériques 414 et 415 dési- gnent un dispositif de réglage d'amplitude et un dis- positif de réglage de phase destinés à régler l'ampli- tude et la phase de la tension alternative Esin Ut. La composante porteuse de la tension alternative Esin wt est annulée par ces réglages. La référence numérique 416 désigne un sous- tracteur qui prélève la différence entre les courants circulant dans les enroulements 2881 et 2882 et produit une tension proportionnelle à cette différence, 417 désigne un soustracteur qui prélève la différence entre les courants circulant dans les enroulements 2891 et 2892 et produisant une tension proportionnelle à la différence. La référence numérique 418 désigne un addi- tionneur qui additionne les valeurs soustraites prèle- vées par les soustracteurs 416 et 417, qui additionnent un signal ayant passé par le dispositif de réglage de phase 415 en un signal additionné pour la correction. Dans ce cas, le signal additionné ainsi corrigé est un signal Ksin ( ht + 9) (K étant une constante) dont la phase est modulée par l'angle de rotation 8 du rotor du trigonométre magnétique. La référence numérique 419 désigne un filtre passe-bande (appelé ci-après "BPF") destiné à extraire une composante de fréquence spécifiée du signal de cor- rection de l'additionneur 418, 420, 421 désignent des -31 - comparateurs destinés à mettre en forme les sorties du diviseur de fréquence 442 et du BPF 419. La référence numérique 443 désigne un comp- teur de déphasage qui compte le déphasage du signal mis en forme par les comparateurs 420 et 421 par rapport à l'horloge du générateur d'horloge 441. La référence numérique 444 désigne un comp- teur de périodes qui mesure la période du signal mis en forme par le comparateur 421, sur une horloge du générateur d'horloge 441. La référence numérique 471 désigne un dispo- sitif de calcul de position qui calcule la position angulaire du rotor 290 pendant un tour en fonction de la période mesurée par le compteur de période 444. Parmi les composants précités, 411 à 420 sont prévus sur la carte ID 402 de trigonométre de la figure 2 et 441 à 444 sont prévus sur le circuit de compteur 404, 471 est prévu sur la partie de commande de position 470. Le fonctionnement de ce trigonomètre magné- tique sera maintenant décrit. Etant donné qu'une erreur d'angle électri- que relatif est incluse dans les signaux alternatifs Esin ot et Ecos a t, les enroulements 2881, 2882 et 2891, 2892 sont attaqués par les tensions alternatives Esin (Lx t + AA) et Ecos at ( Ả étant une erreur d'an- gle électrique). Quand le rotor 290 tourne de e, les courants I81, I82, I91, I92 qui circulent par les enroulements 2881, 2882, 2891, 2892 sont les suivants: I81 = I0 (1 + mcos (O + A)) x sin ( ut + Ả) (7) I82 = I0 (1 - mcos (8 + SA)) x sin ( t + àA) (8) - 32- Ig1: I0 (1 + msin @) cos wt (9) I92 = Io(1 - msin 9) cos zt (10) o m est une constante. Dans le cas présent, 'A désigne une erreur mécanique relative de la position de montage du noyau sinus et du noyau cosinus. La valeur calculée V1 ci-après est obtenue en effectuant l'opération arithmétique de Eq. (7) - Eq. (8) + Eq. (9) - Eq. (10) avec les soustracteurs 416, 417 et l'additionneur 418. V1 m (sin (Ut + e + SA + àA) + sin ( t + 0) sA A &A - A + 2 sin ( 2) cos ( wt - + 2) + e sin u t (11) o e sin WUt est une composante porteuse incluse dans la tension alternative Esin t. A partir du réglage de l'angle électrique de l'équation (11): àA = tA le dispositif de réglage de phase 413 amène à zero le second terme du membre de droite de l'équation (11). En outre, un signal -e sin M t ayant l'ampli- tude et la phase de la tension alternative E sin t t réglée est additionné au signal ci-dessus, annulant ain- si la composante porteuse résiduelle. Le compteur de déphasage 443 mesure le dé- phasage entre le signal e0 ayant annulé la composante porteuse et le signal d'excitation H1 sur l'horloge produite par le générateur d'horloge 441. Etant donné qu'un angle électrique de 60 du signal d'excitation el correspond à un pas des dents du rotor 290, le dé- phasage mesuré par le compteur de déphasage 443 corres- pond à une position angulaire dans un pas de temps du rotor 290. Une valeur de ROM dans laquelle une valeur sinus est chargée est lue avec le déphasage mesuré comme un indicateur d'adresse et les rotations du moteur qui -33- sont détectées par le trigonométre magnétique sont com- mandées pour la commutation des données lues. Le compteur de période 444 mesure la période du signal 90 sur une horloge produite par le générateur d'horloge 441. Le dispositif de calcul 471 calcule la dif- férence de période entre le signal 60 avec la phase modulée et le signal d'excitation T1 à chacune des pé- riodes constantes en fonction d'une période mesurée par le compteur de période 444. Pour que l'angle de rotation 0 du rotor 290 soit vt (v étant constant),le signal modulé est trans- formé en E sin ( w+ v). Ainsi, la période du signal mo- dulé varie avec l'angle de rotation 0. Par conséquent, une position angulaire du rotor 290 pendant une rota- tion peut être obtenue en intégrant la différence de période entre le signal modulé Esin (d+ v) t et le si- gnal d'excitation E sin -t. Par exemple, dans le cas o le nombre des signaux d'horloge nécessaires pour compter une période du signal d'excitation 61 est 4.096 et o le nombre de dents du rotor du trigonomètre magnétique est 124, le dispositif de calcul de position 471 calcule la position angulaire de la manière suivante: P = (DATAi - 4.096) i o P: position angulaire, DATAii i-ième périodes mesu- rées. Dans ce cas, quand le rotor tourne une fois: 124 x 4.096 = 507.904 horloges sont détectées. Avec le trigonomètre magnétique réalisé de la manière décrite ci-dessus, étant donné que le systè- me de détection de signaux est du type à modulation de phase, un circuit d'interface numérique peut facilement -34- être réalisé et la détection de position et la commande de commutation du moteur sont donc réalisables. (2-2) Dans le cas o le capteur est un trigonomètre optique: la figure 30 représente un exemple de réali- sation d'un trigonomètre optique utilisé comme un cap- teur. Sur la figure, 301 désigne une plaque de co- de en disque qui est prévue avec une rangée de fentes transmettant la lumière en deux étages avec des fentes transmettant la lumière disposées avec un pas prédéter- miné dans la direction circonférentielle. Une fente de transmission de lumière 302 en m1 éléments est prévue sur la rangée des fentes extérieures et une fente de transmission de lumière 303 en m2 éléments est prévue sur la rangée de fentes de transmission de lumière inté- rieure. La différence en nombre des éléments entre les fentes intérieures et extérieures de transmission de lumière a le même nombre que les dents du rotor du mo- teur 1. La fente de détection d'origine S est prévue à l'extérieur de la fente 302 de manière à détecter la position angulaire de la plaque de code 301. Cette der- nière tourne avec un arbre de sortie du moteur. Les références numériques 304, 305 désignent des sources de lumière et 306, 307 désignent des len- tilles pour régler les faisceaux lumineux provenant des sources lumineuses en parallèle. La lumière qui traverse la lentille 306 est incidente sur les fentes 302 et S et la lumière qui tra- verse la lentille 307 est incidente sur la fente 303. La référence numérique 308 désigne un capteur d'image qui reçoit la lumière (image de fente) traver- sant la fente de transmission de lumière 302 avec par -35- exemple huit photodiodes 3081 à 3088 isposées sur elle. Les caractères de référence G1, G2 désignent des photodiodes destinées à détecter la lumière qui traver- se la fente de transmission de lumière S. La référence numérique 309 désigne un cap- teur d'image qui reçoit la lumière (image de fente) traversant la fente de transmission de lumière 303 avec par exemple huit photodiodes 3091 à 3098 disposées sur elle. Ces photodiodes sont disposées à l'intérieur d'un pas P' des fentes de transmission de lumière, comme le montre la figure 31. La référence numérique 310 désigne un cir- cuit de traitement de signaux qui calcul la position relative de dents de rotor et de stator du moteur en fonction de signaux de détection des photodiodes 3081 *à 3088 et 3091 à 3098. Un exemple concret de réalisation de cette unité de commande est représenté sur la figure 32. Sur la figure 32, SW1 à SW8 désignent des commutateurs des- tinés à extraire des signaux des photodiodes 3081 à 3088 et 3091 à 3098 successivement, avec une temporisa- tion prédéterminée. Les références numériques 311, 312 désignent des amplificateurs opérationnels, amplifiant des si- gnaux qui sont appliqués chacun par les commutateurs SW1 à SW8. Les sorties des amplificateurs opérationnels 311, 312 sont des formes d'ondes à gradins. La hauteur de la forme d'onde correspond au nombre des photodiodes ayant détecté de la lumière. La figure 33 représente un autre exemple de réalisation d'une partie de détection de rotation uti- lisée dans ce système. La partie de détection de rotation est.telle qu'elle utilise un codeur prévu avec une rangée de fen- -36- tes de transmission de lumière qui détecte une position de forme d'onde en deux étages. Une fente transmettant la lumière 331 est prévue sur la rangée de fentes extérieures en m1 élé- ments et une fente transmettant la lumière 332 est pré- vue sur la rangée de fentes transmettant la lumière in- térieure en m2 éléments. Dans le codeur,la différence numérique entre les fentes de transmission de lumière intérieures et les fentes de transmission de lumière extérieures est établie pour avoir la même valeur que celle des dents du rotor du moteur 1. Les caractères de référence SR1 et SR2 dési- gnent des registres à décalage destinés à extraire des sorties des photodiodes 3081 à 3088 et 3091 à 3098 avec une temporisatiomlprédéterminée en manoeuvrant succes- sivement les commutateurs SW1 à SW8. La référence numérique 430 désigne une carte ID de trigonométre optique apparaissant également sur la figure 2. Sur la carte, 431, 432 désigent des LPF des- tinés à extraire une composante à basse fréquence des sorties des amplificateurs opérationnels 311, 312 et 433, 434 désignent des comparateurs destinés à mettre en forme les sorties des LPF 431, 432. La référence numérique 404 désigne un circuit de compteur représenté sur la figure 2. Dans le circuit de compteur, 404, 444 et 445 désignent des compteurs de périodes qui comptent la pé- riode des formes d'onde de sortie des comparateurs 433, 434 et 443 désigne un compteur de déphasage qui compte le déphasage des formes d'onde de sortie des compara- teurs 433 et 434. Le fonctionnement de ce circuit sera mainte- nant décrit. 3 7 - -37- La fréquence de balayage des commutateurs SW1 à SW8 est réglée à 8fs (fs étant la fréquence des formes d'onde de sortie des LPF 431, 432). La lumière ayant traversé la fente extérieure de transmission de lumière 331 est détectée par le réseau de photodiodes 308 et la lumière ayant traversé la fente intérieure de transmission de lumière 332 est détectée par le réseau de photodiodes 309. A partir de signaux de détection en balayage de ces réseaux de photodiodes par la fréquence 8fs, des signaux fl (t) f2 (t) ayant traversé les LPF 431, 432 sont les suivants: fl (t) = A1 sin ('t + M1 e) (12) f2 (t) = A2 sin (,Ajt + M2) (13) o A1, A2: constantes, 8: angle de rotation de la plaque de code, - = 2 X f La différence de phase IP entre les deux si- gnaux est: = (M1 - M2) e (14) Dans ce cas, la relation entre le déphasage et l'angle de rotation 8 de la plaque de code sera décrite. Le cas o par exemple, le nombre des fentes extérieures M1 est 8 et le nombre des fentes intérieures M2 est 6 sera adopté pour la description. Dans ce cas, le nombre de dents M du moteur est établi à deux éléments, depuis 8-6. La relation entre les signaux de détection de réseau de photodiodes 308 et 309 et l'angle de rota- tion du moteur sera telle que selon les figures 34 (a) et (b). Comme cela est représenté, un décalage (an- gle électrique) de ces signaux de détection augmente -38- comme 01, 02... en proportion avec l'angle de rotation réelle 6 (angle mécanique) de la plaque de code 301. Le décalage Q des signaux de détection quand la plaque de code tourne de e est la suivante, à par- tir de l'équation (14): 0 = (8 - 6) e Par ailleurs, quand la plaque de code 301 tourne d'une angle mécanique e, le rotor du moteur tour- ne également de l'angle mécanique e. Le nombre des dents du moteur étant deux, les dents du rotor et du stator du moteur sont considérées comme décalées de 20 en an- gle électrique. Autrement dit, le déphasage Q détecté par le compteur de déphasage 443 doit coïncider avec le décalage d'angle électrique des dents du rotor et du stator du moteur. Ainsi, un décalage de phase des dents du rotor et du stator du moteur est détecté directement et le moteur est soumis en conséquence à une commande de commutation. Dans ce trigonomètre, la fente a une forme d'onde sinusoïdale et par conséquent, la lumière inci- dente sur le réseau de photodiodes est.également en for- me sinusoïdale. Etant donné qu'une photodiode produit un signal de détection analogique qui change continuel- lement en fonction de la surface sur laquelle la lumié- re est incidente, le signal de détection du trigonomé- tre change pas à pas, presque comme une onde sinusoïdale représentant une onde dominante le long du réseau des photodiodes 3081 à 3088 comme le montre la figure 35. Le signal de détection du convertisseur de déplacement devient donc un signal de haute précision, exempt de composante harmonique. En utilisant ce trigonométre pour commander la vitesse de rotation du moteur, ce dernier peut tour- ner de façon régulière. L'un du trigonomètre magnétique et du trigo- 263977É -39- nométre optique est connecté sélectivement à un dispo- sitif de commande de moteur. (3) Partie de capteur I/F La description faite sur la réalisation du capteur en regard des figures 29 et 33 est également considérée comme une réalisation de la partie de capteur I/F mais elle est décrite en supplément en regard de la figure 2. Dans la partie de capteur I/F 401 de la figu- re 2, la carte ID 402 de trigonomètre magnétique extrait un signal de détection du trigonomètre magnétique modu- lé en phase et un signal de référence dont la phase n'est pas encore modulée, comme SIGO et SIG1 respecti- vement. La carte ID 403 de trigonométre optique ex- trait des signaux de détection de lumière des réseaux de photodiodes disposés en face de la fente extérieure et de la fente intérieure de la plaque de code, comme SIGO et SIG1 respectivement. Dans le circuit de compteur 404, le compteur de déphasage 443 compte un déphasage entre SIGO et SIG1. Les compteurs de périodes 444 et 445 comptent les pério- des de SIG1 et SIGO. Un signal d'horloge produit par le générateur d'horloge 441 fonctionne comme un signal d'excitation des bobines du trigonométre magnétique, divisé par le diviseur de fréquence 442 et un signal de référence. Un déphasage des dents du rotor et du stator du moteur est détecté par le comptage du compteur de déphasage 443 et une commande de commutation est assurée en fonction du déphasage détecté de la manière ci-dessus. Ensuite, à partir de l'intégration du déphasage, la posi- tion angulaire du moteur est calculée et le moteur est commandé en conséquence pour sa position angulaire. En outre, la vitesse de rotation du moteur est détectée à partir de la fréquence du signal de détection du capteur -40- modulé en phase et la vitesse de rotation du moteur est commandée en conséquence. Comme cela a été décrit, des signaux de com- mande de position, de commande de vitesse et de commande de commutation sont détectés simultanément dans la par- tie de capteur I/F. En outre, des signaux utilisés dans les trois commandes précitées peuvent être détectés par deux sortes de capteurs, comme un trigonométre magnéti- que et un trigonomètre optique. Un autre exemple de réalisation de la carte ID 402 de trigonométre magnétique est représenté sur la figure 36. La carte ID consiste en un substrat. Sur la figure, 422 et 423 désignent des con- necteurs destinés à connecter la carte ID au circuit de compteur 404 et au trogonométre magnétique respectivement. La référence numérique 424 désigne un circuit générateur de signal d'excitation qui divise un signal d'horloge produit par le générateur d'horloge 441, qui le met en forme de signal sinusoïdal par l'intermédiai- re d'un filtre passe-bande et qui produit un signal d'ex- citation, à partir du signal sinusoïdal pour le trigo- nométre magnétique au moyen du connecteur 423. Le signal d'excitation est également appliqué au circuit du comp- teur 404 comme signal de référence SIGI. Une tension de référence Vref est utilisée pour déterminer l'ampli- tude du signal d'excitation. La référence numérique 425 désigne un circuit de réglage d'angle de commutation, consistant en un com- mutateur et un tampon, fonctionnant pour produire des données d'un angle de commutation établi par le commu- tateur, au circuit compteur 404. Un circuit I/F dans le circuit de réglage d'angle de commutation est choisi sur un signal de sélection de pastille CS. La référence numérique 426 désigne un circuit -41- de détection de signaux destiné à mettre en forme un signal de détection du trigonométre magnétique produit par l'intermédiaire du connecteur 423 en un signal sinu- soidal et qui le produit pour le circuit de compteur 404 comme signal de détection SIGO. La figure 37 représente un exemple de réali- sation de la carte ID 403 de trigonométre optique. La carte ID consiste également en un substrat. Sur la figure 37, le connecteur 423 est con- necté au trigonomètre optique. La référence numérique 435 désigne un cir- cuit d'attaque d'horloge commandé par un signal d'horlo- ge CLK produit par le circuit de compteur 404 afin de produire un signal d'horloge. Le signal d'horloge pro- duit est appliqué au trigonomètre optique et un signal de détection de chaque photodiode des réseaux de photo- diodes est exploré par la temporisation d'horloge. La référence numérique 436 désigne un circuit de traitement de signaux destiné à mettre en forme les signaux de détection de lumière des photodiodes dispo- sés en face de la fente extérieure et de la fente inté- rieure du trigonomètre optique, en des signaux sinosol- daux SIGO et SIG1 et pour les émettre vers le circuit de compteur 404. Les signaux suivants parmi ceux qui arrivent au moyen du connecteur 422 sont une spécification élec- trique, indépendante de la carte ID de trigonométre ma- gnétique et de la carte ID de trigonométre optique. 0 Signal d'horloge CLK Utilisé pour produire des signaux d'excita- tion de la carte ID de trigonomètre magnétique; utili- sé pour un signal de balayage des photodiodes dans la carte ID de trigonomètre optique. O Signaux SIGO et SIG1 Ce sont des signaux sinosoidaux et l'angle -42- de rotation du moteur est obtenu par leur déphasage. O Données d'angle de commutation et signal- de sélec- tion de pastille CS Appliqué et émis par le circuit de réglage d'angle de commutation 4 de même réalisation dans la carte ID de trigonomètre magnétique et la carte ID de trigonomètre optique. La source d'alimentation et la masse peuvent être utilisées en commun par les deux cartes ID. Par ailleurs, des signaux utilisés indépen- damment par chaque carte ID sont les suivants: Tension de référence Vref Utilisée pour déterminer l'amplitude des signaux d'excitation du trigonomètre magnétique. (O Signal de mise au repos RST Utilisé pour initialiser un balayage des sor- ties des photodioJes du trigonométre optique. Il résulte de ce qui a été décrit ci-dessus que le connecteur 422 peut être utilisé en commun avec la carte ID de trigonomètre magnétique et la carte ID de trigonométre optique en utilisant un connecteur de broches ou environ. Ainsi, le circuit compteur 404 connecté au connecteur 422 peut être utilisé en commun. Lorsque l'angle de commutation est changé en remplaçant le moteur, l'angle de commutation peut être réglé sans remplacer une carte du circuit compteur 404, par le remplacement de la carte ID établie pour l'angle de commutation après le changement. Avec la carte ID réalisée de cette manière, une fonction de réglage des données d'angle de commuta- tion est prévue sur la carte ID et par conséquent, seu- le la carte ID est remplacée quand on change le moteur avec un angle de commutation différent et ainsi, le sys- tème n'a pas à être remplacé entièrement. La carte ID de trigonomètre optique et la -43- carte ID de trigonomètre magnétique utilisent les connec- teurs du circuit de compteur d'une spécification. Par conséquent, en changeant le type de capteur, seule la carte ID doit être remplacée et d'autres parties du dispositif d'entraînement de moteur peuvent être uti- lisées en commun. (4) Partie extérieure I/F Trois types de I/F sont prévus sur la partie extérieure I/F de la figure 2. Un dispositif de commande principal destiné à émettre un signal analogique de commande de vitesse et un signal analogique de commande de couple est con- necté au I/F 42 de vitesse/couple. Un dispositif principal de commande destiné à émettre un signal de commande de position sous forme d'impultions en série est connecté au I/F 43 d'impul- sions en série. Ensuite, le I/F fournit un signal de détection du capteur 2 au dispositif principal de com- mande sous forme d'impulsions de réaction. Les impul- sions de réaction prennent la forme d'impulsions mon- tantes et d'impulsions descendantes ou d'impulsions de phase A et d'impulsions de phase B. Le dispositif prin- cipal de commande soumet le moteur à une commande en boucle fermée en fonction de la commande de position émise et des impulsions de réaction à recevoir. Un dispositif principal de commande qui four- nit une commande de position par l'intermédiaire d'une ligne omnibus de micro-ordinateur à 8 bits est connecté à la ligne omnibus I/F 44 à 8 bits. Dans la I/F, 441 désigne un circuit générateur d'impulsions qui produit des impulsions dont le nombre correspond aux données prévues à 8 bits. La référence numérique 442 désigne un compteur d'impulsions de réaction qui compte le nom- bre des impulsions de réaction provenant du capteur 2 et qui produit des données correspondant au comptage -44- pour le dispositif principal de commande par l'intermé- diaire de la ligne omnibus de micro-ordinateur à 8 bits. Le dispositif principal de commande est éga- lement à même de commander le moteur par le I/F 43 d'im- pulsions en série et le I/F 44 d'impulsions à 8 bits. (5) Partie de commande de position Dans la partie de commande de position 470 de la figure 2, la référence numérique 471 désigne un dispositif de calcul de position destiné à obtenir le déphasage des dents du rotor et du stator du moteur à partir d'un comptage du compteur de déphasage 443, en intégrant le déphasage pour calculer une position angu- laire du moteur. Le résultat obtenu par l'opération se comporte comme un signal de réaction de position. La référence numérique 472 désigne un dispo- sitif de calcul de commutation destiné à calculer un déphasage des dents du rotor et du stator du moteur à partir d'un comptage du compteur de déphasage 443, et produisant un signal pour la commande de commutation. La référence numérique 473 désigne une table des sinus dans laquelle une valeur de déphasage et une valeur de sinus sont mémorisees en coordonnées, produi- sant un signal de la valeur de sinus en fonction d'un résultat calculé du dispositif de calcul de commutation 472. La référence numérique 474 désigne un circuit de traitement d'origine destiné à traiter un signal de détection d'origine de la position angulaire. Un signal détecté par une fente de détection d'origine du trigo- nomètre optique et autres est produit pour le circuit. La référence numérique 475 désigne un compteur destiné à compter le nombre des impulsions de commande de position produites par le I/F 43 d'impulsions en sé- rie ou la ligne omnibus I/F 44 à 8 bits. La référence numérique 476 désigne un circuit -45- générateur d'impulsions prévu avec une fonction de fil- trage pour filtrer un signal de réaction provenant du capteur 2, en un signal avec des impulsions disposées à des intervalles égaux et fourni aux I/F 43, 44. La référence numérique 477 désigne un commu- tateur destiné à sélectionner l'une parmi la commande de position produite par un comptage du compteur de po- sition 475 ou de la commande de position produite par une sortie d'un dispositif générateur de signaux d'essai 478. Le signal d'essai est un signal pulsé d'une fréquen- ce prédéterminée qui fournit la commande de position et il est sélectionné lorsqu'un dispositif asservi de la partie de commande de position est réglé dans un mode d'essai. La référence numérique 479 désigne un sous- tracteur destiné à prélever l'écart entre la commande de position sélectionnée par le commutateur 478 et la posi- tion de détection calculée par le dispositif de calcul de position 471. La référence numérique 480 désigne un dispo- sitif de commande de position ayant pour fonction de * commander en boucle fermée la position angulaire du mo- teur 1 en fonction de l'écart obtenu par le soustracteur 479. Le dispositif de commande de position 480 constitue un système asservi tertiaire fonctionnant pour le I-PD (intégrale, proportion, différentielle) sur un logiciel. La référence numérique 481 désigne un con- vertisseur D/A qui convertit un signal de commande que le dispositif de commande de position 480 émet sous une forme numérique/analogique. La référence numérique 482 désigne une table de gain destiné à mémoriser une fréquence naturelle f n du système de commande de position du moteur, un gain continu GDC, une valeur de limiteur d'intégrale ILIM et des paramètres de commande optimale xil, x12, xt3 et -46- ainsi de suite, correspondant aux valeurs qui sont re- présentées en coordonnées, par exemple sur la figure 38. Le dispositif de commande de position 480 fonction- ne au moyen des paramètres de commande lus dans la ta- ble de gain 482. Un gain GDC en courant continu et une valeur de limiteur d'intégrale ILIM seront décrites si- multanément avec la réalisation de la partie de réglage 7, par la suite. La table de gain contient ceux pour une opé- ration intégrale, une opération de proportion et une opération différentielle qui sont utilisées de façon appropriée en fonction du type des opérations de com- mande. (6) Partie de commande de vitesse Dans la partie de commande de vitesse 490 de la figure 2, la référence 491 désigne un convertis- seur F/V qui produit un signal de tension analogique en fonction de la fréquence du signal de détection de rotation SIGO du capteur. La sortie fonctionne comme un signal de réaction de vitesse. La référence numérique 492 désigne un commu- tateur qui est connecté à un côté d'extrémité de sortie d'un convertisseur D/A 488 pour la commande de position, mais il est également connecté à un c6té du I/F 42 de vitesse/couple pour la commande de vitesse. La référence numérique 493 désigne un sous- tracteur qui prélève l'écart entre le signal de comman- de sélectionné par' le commutateur 492 et le signal de réaction de vitesse produit par le convertisseur F/V 491. La référence numérique 494 désigne un conver- tisseur multiplicateur numérique/analogique (appelé ci- après MDA) dans lequel le gain est établi sur le signal numérique et un signal d'entrée analogique est amplifié. Le signal d'entrée analogique du MDA 494 est un signal -47- d'écart produit par le soustracteur 493 et un signal de réglage de gain numérique est produit par le dispcsi- tif de commande de position 480 ou la partie d'accord 7. Par exemple, si le signal de réglage de gain est un signal à 8 bits, le gain du MDA 494 est réglé à 256 étages. La référence numérique 495 désigne un limi- teur destiné à limiter une valeur de commande de courant produite par la partie de commande d'alimentation 48 en commandant la tension de sortie du MDA 474 entre des va- leurs prédéterminées de limite supérieure et de limite inférieure. Les références numériques 496, 497 désignent des MDA destinés à émettre des valeurs de commande de courant I sin $e et I sin (@e + 120 ) avec une amplitu- de du courant I limitée par le limiteur 495 comme un signal analogique d'entrée et les valeurs sin Be et sin (9e + 120 ) lues dans la table des sinus 473 comme un signal de réglage de gain. Dans ce cas, les phases des deux valeurs de commande sont décalées de 120 étant donné que le moteur est triphasé et lorsque le nombre des phases varie, le déphasage adopte une autre valeur. (7) Partie de commande d'alimentation Dans la partie de commande d'alimentation 48 de la figure 2, les références 501, 502 désignent des circuits de détection de courant destinés à détecter les courants qui circulent dans les enroulements de deux phases du moteur 1. Les références numériques 503, 504 désignent des soustracteurs destinés à prélever des écarts entre les signaux de commande de courant provenant des MDA 496, 497 et des signaux de courant de détection des circuits de détection de courant 501, 502. La référence numérique 505 désigne un circuit PWM destiné à produire et à émettre un signaT en modula- -48- tion de durée d'impulsion (la modulation de durée d'im- pulsion sera appelée PWM), ayant pour fonction la com- mande par réaction des courants d'excitation des enrou- lements du moteur en fonction des écarts précités. La référence numérique 506 désigne un circuit d'attaque constitué par des transistors qui attaquent les transistors en fonction du signal PWM provenant du circuit PWM 505 pour produire un courant d'excitation des enroulements du moteur 1. La figure 39 représente un exemple de réali- sation du circuit d'attaque 506. Le circuit est un circuit onduleur du type à pont et le dessin représente la moitié du circuit en pont. Sur la figure, Q1, Q2 désignent des éléments de commutation constituant le circuit en pont, L dési- gne un enroulemepnt du moteur, El, E2 désignent des sour- ces d'alimentation qui fournissent une tension pour fai- re circuler un courant dans l'enroulement L. Les caractères de référence G1 et G2 dési- gnent des circuits d'attaque d2 grille qui attaquent les éléments de commutation Q1 et Q2 sur le signal PWM, DD1 désigne une source d'alimentation qui fournit une tension de fonctionnement pour attaquer les éléments de commutation Q1 et Q2. Le caractère de référence D désigne une dio- de prévue dans un circuit du courant qui circule depuis la source d'alimentation DD1, R désigne une résistance connectée en série avec la diode D et C désigne un con- densateur. Un circuit élévateur de tension B est cons- titué par la résistance R, la diode D et le condensateur C. Les caractères de référence Al, A2 désignent des circuits à tension constante destinés à produire une tension constante pour les circuits d'attaque de grille -49- G1, G2. Dans l'appareil, le condensateur C est char- gé par la source d'alimentation DD1 pour produire une tension VBs1. La tension est stabilisée par le circuit à tension constante Ai afin d'obtenir une tension d'at- taque VBS2 du circuit de grille G1. La tension VBS1 est produite sous la forme: VBSl VDD1 VF VDSON (15) o VDDi: tension produite par la source d'alimentation DD1, VF: chute de tension directe de la diode D, VDSON: chute de tension quand Q2 est débloqué. Un diagramme de temps de chaque signal de l'ap- pareil de la figure 39 est représenté sur la figure 40. Sur la figure 40, Q1 et Q2 sont débloqués alternativement et par conséquent, un courant IOUT cir- culant vers l'enroulement du moteur L change comme re- présenté en (a). Ainsi, la tension VDSON aux bornes de Q2 change de la manière représentée en (b). Autrement dit, quant Q2 est débloqué, VDSON varie en fonction de IOUT. RON (RON étant une résistan- ce quand Q2 est débloqué) mais elle est maintenue à -VF quand Q1 est débloqué. A partir de la variation de VDSON, la ten- sion VBS1 du condensateur C est telle que représenté en (c). Dans le cas présent, si une valeur minimale de la tension VBS1 est réglés supérieure à la somme d'une valeur de tension constante V1 du circuit de ten- sion constante A1 et de la chute de tension VDF, ou: VBS1 > V1 + VDF (16) la sortie du circuit à tension constante Ai est mainte- nue constante et VBS2 conserve une valeur constante -50- comme cela est représenté en (d). en substituant l'équation (15) dans l'équa- tion (16) pour tenir compte de l'ondulation dûe à l'opé- ration d'élévation de tension, VDD1 devient, pour satis- faire l'équation ci-dessus: VDD1 > V1 + VDF + VF + VDSON + VRP (17) o VRp: tension d'ondulation. La tension d'ondulation VRp est inversement proportionnelle à la capacité du condensateur C. La tension développée par la source d'alimenta- tion DD1 doit être réb ée de manière à satisfaire l'équa-.. tion (17). Le cas dans lequel l'appareil selon l'invention est appliqué à un moteur triphasé est représenté sur la figure 41. Le dessin représente un pont à une alternance triphasée. Sur la figure, VD1 désigne une alimentation d'attaque pour l'élément de commutation, VD2 désigne une alimentation du circuit élévateur de tension et VD3 désigne une alimentation qui fait circuler un courant vers les enroulements du moteur. Dans le circuit d'attaque réalisé de cette ma- nière, la tension développée par la source d'alimentation DD1 est réglée de manière à conserver une valeur de ten- sion constante du circuit de tension constante même quand Q2 est débloqué et la tension d'alimentation du circuit élévateur de tension est réduite au minimum. Ainsi, Q2 peut être un élément de commutation important dans VDSON et le degré de liberté pour l'élément de commutation est élargi en conséquence. Ainsi, étant donné que la tension de la source d'alimentation DD1 est réglé suffisamment élevée, le temps de décharge du condensateur C est long et le temps de blocage de Q2 peut êrre prolongé. Ainsi, le degré de - 51- liberté des conditions de fonctionnement est agrandi. (8) Partie de réglage Dans la partie de réglage 7 de la figure 2, 71 à 73 désignent des circuits d'accord d'asservissement. Le commutateur 71 est un commutateur de régla- ge de fréquence naturelle destiné à régler la fréquence naturelle fn du dispositif de commande de position en plusieurs étages, dans une plage prédéterminée. Le commutateur 72 est un commutateur de régla- ge de gain en courant continu destiné à régler le gain en courant continu GDC du MDA 94 en plusieurs étages. A partir du réglage de gain continu à une valeur optimale, le temps de réglage lorsque la vitesse du moteur est uni- fiée après le démarrage peut être réduit au minimum. Le commutateur 73 est un commutateur de réglage de limiteur d'intégrale destiné à régler une valeur de limiteur ILIM de la sortie d'un intégrateur numérique dans un dispositif d'asservissement logiciel du disposi- tif de commande de position 480 en plusieurs étages. A partir de l'optimisation de la valeur de limiteur, le temps de réglage quand le moteur arrive à la position cible peut être réduit au minimum. Si les valeurs de fn' GDC et ILIM sont réglées sur les commutateurs 71 à 73, une valeur optimale de paramètre de commande correspondant au point de réglage est lue dans la table de gain 482. Le dispositif de com- mande de position 480 établit le gain du MDA 494 en fonc- tion de la valeur lue du paramètre de commande. Les valeurs fn' GDCU ILIM peuvent être réglées non seulement par les commutateurs mais aussi par un dispositif de commande extérieure. En outre, le paramètre de commande peut être lu sur le réglage de fn' GDC' ILIM, non pas en totalité, mais au moins l'un d'entre eux. Les références numériques 74, 75 désignent des -52- connexions d'entrée/sortie (appelées ci-après des con- nexions I/0) connectées au dispositif principal de com- mande 3. Un signal de commutation d'intégrale/proportion pour commuter la commande du dispositif de commande de position 480 sur une opération intégrale ou une opéra- tion de proportion est transmis à la connexion I/O 74. Un signal de réglage de gain destiné à régler le gain du MDA 494 directement est transmis à la con- nexion I/O 75. Un exemple concret de réalisation de cette par- tie, couvrant plusieurs des composants décrits séparé- ment dans les articles précités (1) à (8) sera expliqué ci-après. (9) Unité de détection d'origine La figure 42 représente un exemple de réalisa- tion de l'unité de détection des origines de la position angulaire du moteur. Sur la figure, le trigonomètre magnétique 2 produit un signal 60 modulé en phase par les rotations du moteur et un signal de référence e1 avec la phase non modulée. Chaque signal est donné par les équations ci- après: = K sin ( t + nie) 61 = E sin t o E: amplitude de la tension, K: constante, n1:nombre des dents du rotor du trigonomètre magné- tique. Apres être passés par les LPF 419, 422 et les comparateurs 421, 420 pour leur mise en forme, les si- gnaux 80, 61 sont produits pour le compteur de déphasa- ge 443. Le compteur de déphasage 443 mesure le déphasa- ge entre les deux signaux ainsi produits sur un signal -53- d'horloge développé par le générateur d'horloge 441. La réalisation est telle que le compteur de déphasage 443 a une retenue lorsqu'il compte le déphasage correspon- dant à un angle de rotation de n pas (m étant un nombre entier) des dents du rotor du moteur 1. Ensuite, un re- gistre de sortie 4431 dans lequel les valeurs mesurées sont chargées est prévu dans le compteur de déphasage 443. La référence numérique 4741 désigne un micro- processeur qui lit le déphasage dans le registre de sor- tie 4431 et qui détecte l'origine de la position angu- laire du moteur 1 à partir d'une retenue du comptage de déphasage. Dans ce cas, l'origine concerne la position angulaire dans laquelle les phases des dents du rotor et du stator du moteur 1 coïncident. La référence numérique 4742 désigne une con- nexion de signaux de sortie, émettant un signal de dé- blocage ou de blocage d'origine en fonction de la détec- tion d'origine du microprocesseur 4741. Le microprocesseur 4741 et la connexion de si- gnaux de sortie 4742 sont prévus sur le dispositif de traitement d'origine 474 de la figure 2. Le fonctionnement de cette unité sera mainte- nant décrit. La figure 43 est un diagramme de temps de cha- que signal. Les signaux e0 et e1 représenté en (a) et (b) sont produits par le trigonométre magnétique 2. Le comp- teur de déphasage 443 mesure le déphasage (tl-t0) de ces signaux sur un signal d'horloge du générateur d'horloge 441, représenté en (c) et il mémorise une valeur mesurée m dans le registre de sortie 4431. Dans ce cas, la va- leur en place du registre de sortie 4431 change comme représenté en (d). Le microprocesseur 4741 lit la valeur introdui- -54- te du registre de sortie 4431 à une période constante, la traite comme cela est représenté sur la figure 44 et détecte l'origine de la position angulaire du trigo- nomètre magnétique 2. Le processus de la figure 44 sera maintenant décrit. La réalisation est telle que le compteur de déphasage 443 comporte une retenue sur MSB lorsqu'il compte le déphasage pour un pas d'une dent du rotor du trigonométre magnétique 2. A partir de la valeur introduite du registre de sortie 4431 lue de la manière décrite ci-dessus, le microprocesseur 4741 débloque un signal d'origine quand le contenu du MSB est "1" et bloque le signal d'origine quand il est "0". Ce signal d'origine est produit par la connexion de signaux de sortie 4742. Le traitement par le microprocesseur et le diagramme de temps du si- gnal d'origine sont représentés sur la figure 43 en (e) et (f), (tp: temps de traitement du microprocesseur, tsp: période de traitement du microprocesseur). Pour cette opération sur le signal d'origine par un algorithme, la fréquence de rotation N du moteur 1 doit satisfaire l'équation suivante: N 4 1/2 n. tp p sp o np: nombre des dents du rotor du moteur. P Le compteur de déphasage 443 peut être un comp- teur qui comporte une retenue sur le MSB en comptant un déphasage d'un nombre entier arbitraire de pas, autre qu'un pas des dents du rotor du moteur. Par ailleurs, une autre réalisation est conce- vable dans laquelle le signal d'origine est traité non seulement en fonction d'une retenue sur le MSB mais éga- lement d'une retenue sur d'autres. Selon cette unité de détection d'origine, les -55- effets suivants peuvent être obtenus: O si le comptage du compteur de déphasage jusqu'à ce qu'une retenue soit amenée sur MSB est représenté par Co, l'origine peut être détectée avec une résolution 1/np. Co et la résolution de détection peut être amélio- rée en augmentant la fréquence de l'horloge pour compter le déphasage. Ainsi, l'origine peut être détectée avec une haute précision. étant donné que le traitement par le microprocesseur se fait pendant la plus grande partie, le signal d'ori- gine peut être produit à un faible prix. Une application à un circuit d'asservissement ou similaire avec un micro- processeur incorporé peut conduire particulièrement à un résultat favorable. (10) Dispositif de correction du signal de détection La figure 45 représente un exemple de réalisa- tion d'un dispositif de correction d'une position angulai- re détectée du moteur. Sur le dessin, la référence numé- rique 4711 désigne une table de correction utilisant une ROM, mémorisant des angles prédéterminés de 0 à 360 de O dans l'équation 90 = K sin (.>St + n9)et des addition- neurs en coordonnées de chaque angle. L'additionneur correspond à un additionneur d'angle électrique de 360 , à savoir un additionneur d'un pas des dents du rotor. La référence numérique 4712 désigne un micro- processeur qui lit le déphasage introduit dans le regis- tre de sortie 4431 et qui lit l'additionneur de la table de correction 4711 en fonction du déphasage. La position angulaire calculée est corrigée par l'additionneur en fonction du déphasage lu de la manière décrite ci-dessus. La référence numérique 47i3 désigne un généra- teur d'impulsions qui reçoit un signal de position, cor- rigé par le microprocesseur 4712 et qui le convertie en un signal pulsé en série pour son émission. La sortie délivre un signal de détection de position angulaire -56- du moteur 1. La table de correction 4711, le microprocesseur 4712 et le générateur d'impulsions 4713 sont prévus dans le dispositif de calcul de position 471. Le fonctionnement du dispositif réalisé de cet- te manière sera maintenant décrit. La figure 46 est un diagramme de temps de cha- que signal. Les signaux 90 et 61 représentés en (a) et (b) sont produits par le trigonomètre magnétique 2. Le comp- teur de déphasage 443 mesure le déphasage de ces signaux (tl- tO) sur un signal d'horloge fc du générateur d'hor- loge 441, représenté en (c) et il mémorise une valeur mesurée m dans le registre de sortie 4431. Dans ce cas, la valeur introduite dans le registre de sortie 4431 change comme cela est représenté en (d). Le microprocesseur 4712 lit la valeur introdui- te dans le registre de sortie 4431 avec une période constante, il assure le traitement représenté sur la fi- gure 47 et calcule une position angulaire corrigée du moteur. Autrement dit, comme le montre la figure 47, il est discriminé si la vitesse de rotation V du moteur * est inférieure ou non à VL = (vitesse nominale de rota- tion) x 0,03 et si elle est inférieure, un additionneur est lu dans la table -de correction 4711 en fonction de la valeur introduite dans le registre de sortie 4431 et la position angulaire calculée à partir de la valeur introduite dans le registre de sortie 4431 est corrigée par l'additionneur. Dans le cas o V est supérieur à VL, la posi- tion angulaire du moteur change largement lorsqu'une va- leur corrigée est calculée car le moteur tourne à gran- de vitesse et la valeur corrigée n'est pas ainsi dispo- nible, de sorte que la correction n'est pas faite. -57- La variation de la position angulaire du moteur pendant une période est introduite ensuite dans le géné- rateur d'impulsions 4713. Ce dernier convertit la varia- tion en des impulsions en série qui sont émises. La posi- tion angulaire du moteur est ainsi détectée. La position angulaire peut être détectée avec une haute précision dans cette réalisation. (11) Limiteur du courant d'attaque du moteur La figure 48 représente un exemple de réalisa- tion d'un dispositif de limitation du courant fourni à l'enroulement du moteur. Sur la figure, la référence numérique 495 dési- gne un limiteur destiné à limiter une valeur de commande de courant Uin en limitant la tension d'un signal de valeur de commande de courant à une valeur limite établie par une partie de calcul de valeur limite 498. La référence numérique 48 désigne une partie de commande d'alimentation qui fournit un courant d'attaque au moteur 1 en fonction de la sortie du limiteur 495. Selon la réalisation représentée sur l'a figure 2, la partie de calcul de valeur limite 498 peut être prévue entre le capteur 2 et le limiteur 495 dans le système de la figure 2. Dans la partie de calcul de valeur limite 498, la référence 4981 désigne une mémoire rémanente (ROM) dans laquelle sont mémorisés des paramètres d'une courbe de commande de tension. La référence numérique 4982 désigne une mémoire non rémanente (RAM) destinée à mémoriser une courbe limi- te de tension (appelée ci-après courbe I-N) sous la for- me d'une table qui associe une valeur de courant maximale avec une fréquence de rotation du moteur. La courbe I-N indique la relation entre la fréquence de rotation et la valeur limite ou la valeur de courant maximale. La référence numérique 4983 désigne un micro- -58- processeur (pP) destiné à obtenir une valeur limite. Dans le yP 4983, la référence 4984 désigne un dispositif d'opérations arithmétiques sélectionnant la courbe I-N en fonction d'un paramètre P lu dans la ROM 4981, pour obtenir une valeur de courant maximale Lim (N) sur la courbe I-N sélectionnée et la fréquence de rotation du moteur N et pour mémoriser ces valeurs dans la RAM 4982 en coordination. La référence numérique 4985 désigne un détec- teur de vitesse qui détecte la fréquence de rotation N du moteur en fonction d'un signal de sortie du capteur 2. La valeur limite de courant Lim (N) est lue dans la RAM 4982 sur la fréquence de rotation détectée N et elle est fournie au limiteur 495. Le fonctionnement du dispositif réalisé de la manière décrite ci-dessus sera maintenant expliqué. Au moment de la mise sous tension, le paramè- tre P de la courbe I-N est lu dans la ROM 4981 et une fonction limite f (P,N) est sélectionnée sur ce paramé- tre. Ensuite, la valeur de courant maximale Lim (N) dans une valeur de chaque fréquence de rotation N est calcu- lée à partir de Lin (N) = f (P,N) et la valeur calculée est mémorisée en coordonnées dans la RAM 4982. Pour cette opération, la fonction f (P,N) et une plage de fréquence de rotation -Nmax à +Nmas est prévue à l'avan- ce. Un exemple de la courbe I-N est représenté sur la figure 50. Au moment d'un fonctionnement normal, tout d'abord le détecteur de vitesse 4985 détecte la fréquen- ce de rotation N du moteur en fonction d'un signal de sortie du capteur 2. Ensuite, la valeur de courant maximale Lim (N) pour la fréquence de rotation détectée N est lue dans la RAM 4982 et la valeur est fournie au limiteur 495. Le limiteur 495 limite ensuite la tension du -59- signal de la valeur de commande de courant Uin de la manière suivante et il produit une valeur de commande de courant de signal Uout. Si 'Uin Lim (N), Uout = Uin Si!UnI > Lim (N), Uout = Lim (N) La partie de commande d'alimentation 48 four- nit un courant Iout en fonction de la valeur de commande de tension Uout ainti obtenue, au moteur 1. Avec ce limiteur, la forme de la fonction limite f (P,N) est déterminée simplement en réglant le paramètre P lu dans la ROM 4981 aux spécifications d'un actionneur avec lequel le moteur est utilisé et la courbe I-N d'une caractéristique conforme aux spécifications peut être obtenue. Ainsi, le limiteur peut s'adapter à des action- neurs de spécifications variables. Etant donné que la fonction limite f (P,N) est produite dans le microprocesseur)ip, le courant d'attaque peut être limité à diverses spécifications par des moyens bon marché sans prévoir pour cela un circuit électroni- que complexe. En outre, la valeur limite est calculée par le microprocesseur pp de sorte qu'elle peut être obtenue avec une haute précision. (12) Système de détection de position angulaire absolue Un exemple de réalisation du dispositif de la figure 2 prévu avec une fonction de détection d'une posi- tion angulaire absolue sera maintenant décrit. La figure 51 est une coupe d'une partie du méca- nisme. Comme le montre la figure, un trigonométre nX (n étant un entier) 21 avec une phase du signal de détec- tion changeant de 0 à 360 chaque fois que le moteur 1 tourne de 1/n et un trigonométre 1X 22 avec une phase du signal de détection changeant de 0 à 360 chaque fois que le moteur 1 tourne d'un tour sont prévus comme trigo- -60- nomètres magnétiques. Le trigonométre 1X 22 détecte une rotation du moteur avec une rotation de 1/n comme résolution et le trigonomêtre nX 21 détecte une position angulaire du moteur à l'intérieur de la rotation 1/n détectée. Le nombre des dents formées sur le rotor du trigonométre nX est le même que celui des dents formés sur le rotor du moteur 1. Pour le reste, la réalisation de la partie mé- lo canique est identique à celle de la figure 26. Comme le montre la figure 52, les trigonomé- tres magnétiques 21 et 22 sont modulaires et sont in- corporés dans l'actionneur à l'état d'un ensemble ter- miné. Dans le cas o le dispositif d'entraînement de moteur nécessite q'un système par incréments, seul le trigonomètre nX est monté et lorsque la fonction de dé- tection de la position angulaire absolue est en outre imposée, le trigonométre 1X est monté en option en plus du trigonomètre nX. La figure 53 représente un exemple de réalisa- tion du dispositif de détection de position- angulaire absolue du moteur en fonction de signaux de détection de ces trigonomètres magnétique. Sur la figure 53, les références 4021 et 4022 désignent des I/F de trigonomètres auxquels sont connec- tés respectivement le trigonomètre nX et le trigonométre 1X, 491 désigne un convertisseur F/V qui ramène un si- gnal provenant du trigonométre I/F 4021 comme signal de détection de vitesse sous forme d'une tension analogique, 4041 désigne un compteur nX qui mesure la phase détectée du trigonométre nX à partir du déphasage entre un signal d'excitation SIGO et un signal de sortie SIG1 du trigono- mètre nX, 4042 désigne un compteur 1X qui mesure la pha- se détectée du trigonométre 1X à partir du déphasage 61- entre le signal d'excitation ABO et le signal de sortie AB1 du trigonomètre 1X 3 et qui sont émis par le I/F de trigonomètre 4022. La référence numérique 4043 désigne un circuit composé destiné à calculer une position angulaire absolue du moteur 1 en fonction de valeurs mesurées du compteur nX 4041 et du compteur 1X 4042, la référence 4700 dési- gne un commutateur destiné à ramener la sortie du comp- teur nX 4041 ou du circuit composé 4043, sélectivement comme un signal de détection de position. Les composants 4041 à 4043 sont prévus dans le circuit compteur 404 de la figure 2. La référence numérique 476 désigne un circuit générateur d'impulsions destiné à produire la position angulaire absolue calculée dans le circuit composé 4043 sous forme d'une impulsion de phase A et d'une impulsion de phase B ou d'une impulsion montante et d'une impulsion descendante, la référence 3 désigne un dispositif de com- mande de position qui produit un signal de valeur de com- mande de position par incréments dans des impulsions de montée/descente sur la base de la position angulaire ab- solue produite par le circuit générateur d'impulsions 476. La référence numérique 475 désigne un compteur d'intégration destiné à intégrer le nombre des impulsions de sortie du dispositif de commande de position 3, 479 désigne un soustracteur destiné à prélever l'écart entre la valeur de commande de position et une valeur de réac- tion de position, 480 désigne une partie de commande de position ayant pour fonction de commander en retour la position angulaire du moteur 1 en fonction de l'écart, 481 désigne un convertisseur D/A qui convertie le signal de commande de la partie de commande de position 480 en un signal numérique/analogique. La référence numérique 493 désigne un soustrac- -62- teur qui prélève l'écart entre la sortie du convertis- seur D/A 481 et la valeur de réaction de vitesse, 494 désigne un amplificateur d'un signal d'écart. Les références numériques 496 et 497 désignent des MDA destinés à produire des signaux des valeurs de commande de courant I sin Be et I sin ( 4041. Les phases des deux signaux sinusoTdaux sont décalées de 120 car le moteur est triphasé et si le nombre des phases est différent, le déphasage adopte une autre valeur. Les références numériques 501, 502 désignent des circuits de détection de courant destinés à détecter et à ramener le courant qui circule dans les enroulements du moteur 1, la référence 507 désigne un circuit en pont attaqué par le signal PWM produit en fonction de 1'é- cart entre la valeur de commande de courant et'la valeur de réaction de courant pour faire circuler un courant et pour fournir le courant aux enroulements du moteur. La valeur de commande de courant est produite en fonction d'un comptage du compteur nX 4041. Ainsi, le moteur est soumis à une commande de commutation par un signal de détection du trigonomètre nX 21. Le fonctionnement du dispositif réalisé de la manière décrite ci-dessus sera maintenant expliqué. Tout d'abord, une opération de détection de la position angulaire absolue est exécutée. La figure 54 est un diagramme de temps d'un si- gnal d'excitation et d'un signal de sortie des trigono- mètres magnétiques. Les trigonomètres magnétiques sont du type à modulation de phase, et par conséquent les phases de dé- -63- tection 0nx et 0 1x du trigonométre nX et du trigonomé- tre 1X sont obtenues à partir de la mesure du déphasage entre le signal d'excitation et le signal de sortie d'un compteur. Les phases QnX et Alx changent comme le montre la figure 55 quand le moteur effectue un tour. L'angle de rotation de l'axe en quadrature est un an- gle mécanique. D'après cette relation, la période de la pha- se de détection Onx à laquelle correspond une position détectée est déterminée à partir d'une valeur de la phase de détection Alx' La position angulaire absolue A est obtenue de la manière suivante à partir du nombre des détections i et de la valeur de 0nx: n x A = (i - 1) P + nx o P: comptage du compteur nx quand la phase est 360 , nx: comptage du compteur nx. Si l'on suppose par exemple que la fréquence de SIGO et SIG1 est 3 kHz, la fréquence de l'horloge de mesure de phase des compteurs 4041, 4042 est 3 MHz, (comptage du trigonométre 1X quand la phase est 360 ) = 1.000 n = 20 Olx = 390 nx = 500 la position angulaire absolue A est donc la suivante: (un changement de comptage dans le compteur 1X se- lon un signal de détection pendant une période du tri- gonométre nX) = 1.000/20 = 50 P = 3 MHz/3kHz = 1.000 i = INT (390/50) + 1 -64- = 8 A = (8 - 1) x 1. 000 + 500 = 7.500 (impulsions) Dans l'opération, un comptage du nombre des impulsions est calculé mais, étant donné que le nombre des impulsions est proportionnel à l'angle, la posi- tion angulaire peut être obtenue à partir d'une valeur calculée. Ensuite, la séquence d'asservissement est la suivante: tout d'abord, après la mise sous tension, le commutateur 4700 est connecté au côté S0, l'asservisse- ment de position est commandé de manière à calculer une position angulaire absolue, maintenant ainsi la valeur de commande de position égale à la position angulaire absolue. La valeur de la position angulaire absolue est transmise au dispositif de commande principal de posi- tion 3 sur l'impulsion de phase A et l'impulsion de pha- se B ou l'impulsion montante et l'impulsion descendante. Le dispositif de commande de position 3 amène la valeur de la position angulaire absolue à une valeur de décalage et produit ensuite une valeur de commande de position par incréments dans un signal pulsé. L'asservissement de position reçoit la valeur de commande de position, connecte le commutateur 4700 au côté S1 en fonctionnant et la ramène pour commander la position avec le comptage du compteur nX comme valeur de réaction de position. -Quand le moteur cesse son positionnement, le commutateur 4700 est placé sur le côté S0 et la position angulaire absolue est détectée. Avec le dispositif réalisé de la manière décri- te ci-dessus, les effets suivants sont obtenus: 3 Dans la partie mécanique du moteur, la réalisation -65- est telle que le trigonomètre nX et le trigonomètre 1X sont modulaires et, dans le cas o le dispositif de com- mande de moteur nécessite qu'un système par incréments, seul le trigonomètre nX est monté tandis que si une fonction de détection de la position angulaire absolue est en outre imposée, le trigonométre 1X est monté en option en plus du trigonomètre nX. Ainsi, un dispositif de commande de moteur à même de détecter une position angulaire absolue peut être réalisé simplement en ajou- 1 tant un complément à la partie mécanique du dispositif par incréments. Q La partie encadrée en pointillé sur la figure 53 désigne une configuration de système par incréments et un dispositif de commande de moteur à même de détecter une position angulaire absolue peut être réalisé simple- ment en ajoutant un circuit de traitement de signaux du trigonomètre 1X et un circuit composé de détection de signaux des deux trigonomètres à cette partie. Q3 La position angulaire absolue est détectée lorsque le moteur est arrêté et la position est ramenée et com- mandée dans un système par incréments avec la position angulaire absolue détectée comme un décalage pendant que le moteur tourne, et par conséquent, la position angulai- re absolue peut être détectée en effectuant une commande de position du système par incréments. Le dispositif de commande de moteur selon l'in- vention est réalisé de la manière décrite ci-dessus. Dans ce dispositif de commande de moteur, les effets suivants peuvent être obtenus: O Les composants du dispositif de commande de moteur, comme la partie I/F extérieure, la partie I/F de capteur, la partie principale de commande et la partie de comman- de d'alimentation sont modulaires et chaque module est constitué par des cartes. Par conséquent, divers impéra- tifs peuvent être satisfaits simplement en remplaçant -66- les cartes. () En outre, des composants sont également modulaires à chacune des unités de la partie de mécanisme du moteur, par conséquent le couple de sortie, les dimensions et autres peuvent facilement être modifiés, répondant ainsi à la souplesse nécessaire pour diverses spécifications. ( La partie I/F extérieure peut être connectée à des dispositifs principaux de commande par une ligne de si- gnaux d'impulsions en série, une ligne omnibus de micro- ordinateur à 8 bits et une ligne de signaux analogiques. Ainsi, le dispositif de commande de moteur est à même de recevoir des valeurs de commande provenant de divers dispositifs principaux de commande et la plage d'habi- tation du dispositif est en outre étendue en conséquence. La partie I/F de capteur est prête pour la conne- xion du trigonométre magnétique et du trigonomètre op- tique. Ainsi, le trigonométre optique ou le trigonomé- tre magnétique peut être choisi suivant que la préci- sion ou le prix est prioritaire, répondant ainsi à di- vers objets. t Q Une seule carte ID à utiliser diffère suivant le cas o le trigonomètre magnétique ou le trigonométre optique et d'autres composants du dispositif peuvent être utilisés en commun. Ainsi, le trigonomètre magné- tique et le trigonométre optique peuvent être utilisés sélectivement avec des modules constituant le disposi- tif en commun. O) Des fentes sont prévues en deux rangées dans le trigonomètre optique: (différence du nombre des fentes extérieures et des fentes intérieures) = (nombre des dents du rotor du moteur) et dans le cas du trigonométre magnétique: (nombre des dents du rotor du trigonomètre magnéti- que) 263977L -67- = (nombre des dents du rotor du moteur) Dans la carte iD pour le trigonométre magneti- que, un signal de détection de rotation dont la phase est détectée et un signal de référence dont la phase n'est pas modulée sont extraits. En outre, dans la car- te ID du trigonomètre optique, des signaux de détection de lumière par la fente extérieure et la fente intérieu- re sont extraits. Ainsi, dans une carte ID ou l'autre, le dépha- sage des dents du rotor et du stator dans le moteur peut être détecté en mesurant le déphasage entre les deux signaux extraits. Par conséquent, un signal de commande de commutation peut être obtenu en utilisant le compteur de déphasage commun. En outre, la position angulaire du moteur peut être calculée en intégrant le déphasage. La vitesse de rotation du moteur peut être dé- tectée à partir de la fréquence du signal de sortie de chaque capteur dont la phase est modulée. A partir de ce qui a été décrit ci-dessus, des signaux de commande de position, de commande de vitesse et de commande de commutation peuvent être détectés si- multanément dans la partie I/F de capteur. De plus éga- lement, des signaux utilisés pour les trois fonctions de commande peuvent être détectés sur les deux types de capteurs du trigonomètre magnétique et du trigonométre optique. ) Le dispositif remplissant la fonction de détection de la position angulaire absolue est celui dans lequel le trigonométre 1X et son circuit de commande sont seulement ajoutés à un dispositif utilisant un trigono- mètre magnétique du type par incréments. Ainsi, un dis- positif de détection de la position angulaire absolue est réalisable à un faible prix. G Dans le dispositif utilisant un capteur du type à -68- incréments, étant donné que l'origine de la position angulaire est détectée au moyen du fonctionnement du compteur de déphasage, l'origine peut être détectée à bas prix avec un compteur existant. Comme cela a été décrit en détail ci-desssus le dispositif de commande de moteur selon l'invention offre de nombreux avantages et il est efficace dans l'application à des usages variés. 263977L -69- REVENDICATiONS (1) Dispositif de commande de moteur ayant pour fonction de commander un moteur (1) en boucle fer- mée, caractérisé en ce qu'il comporte: une partie d'in- terface extérieure (400) prévue avec plusieurs circuits d'interface en fonction du type de dispositif principal de commande (3) afin de produire des signaux de comman- de, une partie d'interface de capteur (401) prévue avec un circuit d'interface d'un capteur pour détecter des rotationsdudit moteur (1), une partie de commande princi- pale (47) destinée à produire un signal de commande afin de faire fonctionner la commande en boucle fermée du mo- teur en fonction d'un signal de commande reçu de ladite partie d'interface extérieure et d'un signal de détec- tion reçu de ladite partie d'interface de capteur, une partie de commande d'alimentation (48) destinée à ampli- fier un courant en fonction du signal de commande et à fournir le courant amplifié aux enroulements du,moteur, ladite partie d'interface extérieure (400), ladite par- tie d'interface de capteur (401), ladite partie de com- mande principale (47) et ladite partie de commande (48) étant séparées et modulaires avec des cartes. (2) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit moteur (1) comporte un stator (ll)prévu avec un pâle saillant (103-105) et plusieurs dents formées sur le sommet et un rotor (12) avec plu- sieurs dents formées dans des positions opposées aux dents, utilisant à la fois une bobine et un aimant per- manent comme dispositif générateur de champ magnétique, chaque composant étant modulaire à chacune des unités prédéterminées. (3) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit moteur (1) est variable quant au couple de sortie en changeant le nombre des noyaux 26 977 -70- accumulés simplement en utilisant des pièces dont la longueur varie sur le corps. (4) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit capteur (2) est un trigonomé- tre magnétique. (5) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit trigonomètre magnétique est du type à modulation de phase, le rotor (22) étant accou- plé avec le rotor (12) du moteur (1), avec le nombre des dents identique à celui du rotor du moteur, le ro- tor et le stator ayant une double structure avec deux plaques de rotor et des plaques de stator placées les unes sur les autres ou une seule structure de noyau de manière à comporter une plaque de rotor et une plaque de stator chacune, et un enroulement triphasé (213) bobiné sur un pâle saillant prévu sur la plaque de stator, les tensions aux bornes de chaque enroulement de phase étant additionnées et soustraites pour produire un seul signal de détection de phase modulé. (6) Dispositif selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que ledit trigonomètre magnétique(2) com- porte un trigonomètre 1X (22) dont la phase du signal de détection varie de 0 à 360 chaque fois que le moteur tourne d'un tour et un trigonomètre nX (21) (n étant un nombre entier) dont la phase du signal de détection varie de 0 à 360 chaque fois que le moteur tourne de 1/n et qui sont combinés et comprenant un circuit de détection (501,502) destiné à obtenir une position angulaire abso- lue du moteur en détectant une position angulaire du mo- teur à partir du signal de détection dudit trigonométre IX, avec la rotation de 1/n comme résolution et également en détectant une position angulaire du moteur par la ro- tation de 1/n détectée à partir du signal de détection dudit trigonométre nX. (7) Dispositif selon la revendication 6, ca- -71- ractérisé en ce que ledit circuit de détection comporte un compteur 1X (4042) et un compteur nX (4041) destinés à compter les phases des signaux de détection dudit tri- gonométre 1X et dudit trigonométre nX en impulsions, un circuit composé (4043) destiné à obtenir une position angulaire absolue du moteur en détectant une position angulaire du moteur à partir d'un comptage dudit comp- teur 1X, avec la rotation de 1/n comme résolution, en détectant la position angulaire du moteur dans la rota- tion de l/n détectée à partir d'un comptage dudit comp- teur nX et en combinant lesdites valeurs détectées, un commutateur (4700) pour ramener sélectivement la sortie dudit circuit composé ou du compteur nX, une partie de commande de position destinée à produire une valeur de commande de position par incréments avec la position angulaire absolue obtenue par ledit circuit composé comme une position de référence, une partie de commande de position (480) destinée à ramener la sortie du cir- cuit composé audit commutateur et produisant la sortie pour ladite partie de commande de position afin'de dé- tecter la position angulaire absolue pendant que le mo- teur est arrêté, ramenant la sortie du trigonométre nX audit commutateur et ramenant la commande de position angulaire du moteur dans un mode d'incréments en fonc- tion de la valeur de commande de position produite par la partie de commande de position pendant que le moteur tourne. (8) Dispositif selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que le nombre des dents du rotor dudit trigonomètre nX est le même que celui dudit rotor du mo- teur, le moteur étant soumis à une commande de commuta- tion à partir d'un signal de détection du trigonomètre nX. (9) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit capteur (2) est un trigonomé- -72- tre optique. (10) Dispositif selon la revendication 9, ca- ractérisé en ce que ledit trigonomètre optique est un trigonomètre tournant du type à modulation de phase, dans lequel une plaque de code (301) est accouplée avec ledit rotor du moteur, des fentes (302,303) sont formées en deux rangées dans la direction circonférentielle de la plaque de code, la différence de nombre entre les fen- tes intérieures (303) et les fentes extérieures (302) étant égales au nombre des dents du rotor du moteur, des réseaux de photodiodes (308) comprenant plusieurs photo- diodes étant disposés sur un pas des fentes, dans des conditions opposées à chaque rangée de fentes, un signal de détection de rotation étant obtenu à partir de si- gnaux de détection de lumière de balayage des photodio- des. (11) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'un trigonomètre magnétique ou un tri- gonométre optique peut être choisi pour ledit capteur. 2. (12) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ladite partie d'interface de capteur (401) est disponible pour connecter sélectivement plu- sieurs types de capteurs. (13) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ladite partie d'interface de capteur (401) est disponible pour connecter sélectivement un trigonomètre magnétique ou un trigonomètre optique com- me capteur 2 et étant prévue avec une carte ID de trigo- nométre optique (403) destinée à extraire des signaux de détection de lumière sur des réseaux de photodiodes disposés en face des fentes extérieures et des fentes intérieures dudit trigonomètre optique, une carte ID de trigonométre magnétique destinée à extraire un signal dont la phase est modulée par les rotations d'un rotor dudit trigonométre magnétique et un signal de référence 2A39774 -73- dont la phase n'est pas modulée, un compteur de déphasa- ge (443) destiné à compter le déphasage entre deux si- gnaux extraits par la carte ID de trigonométre optique quand le trigonométre optique est connecté comme cap- teur et à compter le déphasage entre deux signaux ex- traits par la carte ID de trigonomètre magnétique quand le trigonomètre magnétique est connecté. (14) Dispositif selon la revendication 13, ca- ractérisé en ce que ladite partie de commande principale (47) comporte un dispositif de calcul de commutation (472) destiné à obtenir un déphasage des dents du rotor et du stator du moteur à partir du comptage dudit comp- teur de déphasage et à calculer un signal pour comman- der la commutation du moteur à partir du déphasage. (15) Dispositif selon la revendication 13, ca- ractérisé en ce que ladite partie de commande principale (47) comporte un dispositif de calcul de position (471) destiné à calculer la position angulaire du moteur en intégrant des comptages dudit compteur de déphasage. (16) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite partie de commande principa- le (47) comporte un dispositif de détection de vitesse qui détecte la vitesse de rotation du moteur à partir de la fréquence du signal de phase modulée extrait par l'une desdites deux cartes ID. (17) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite partie de commande principa- le (47) comporte une partie de commande de position (480) ayant pour fonction la commande en boucle fermée d'une position angulaire du moteur en fonction d'un signal de commande de position produit au moyen de ladite partie d'interface extérieure (400) et un résultat d'opérations dudit dispositif de calcul de position. (18) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite partie de commande principa- -74- le (47) comporte une partie de commande de vitesse (490) ayant pour fonction la commande en boucle fermée de la vitesse de rotation du moteur en fonction d'un signal de commande de vitesse produit par l'intermédiaire de ladite partie d'interface extérieure (400) et d'un si- gnal de détection dudit dispositif de détection de vi- tesse. (19) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit compteur de déphasage (443) fonctionne en produisant une retenue quand il a compté un déphasage pour n pas (n étant un nombre entier) des dents du rotor du moteur, ladite partie de commande principale (47) comportant un dispositif de détection d'origine (474) destiné à détecter l'origine de la posi- tion angulaire lorsque les phases des dents du rotor et du stator du moteur coïncident, à partir d'une rete- nue du compteur de déphasage. (20) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite partie d'interface de capteur (401) extrait des signaux assurant la commande de position, la commande de vitesse et la commande de commutation du moteur, simultanément, en fonction d'un comptage dudit compteur de déphasage (443) et d'un si- gnal de phase modulée extrait par ladite carte ID. (21) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite partie d'interface de cap- teur (401) mesure le déphasage entre deux signaux ex- traits par ladite carte ID de trigonomètre magnétique ou entre deux signaux extraits par ledit trigonomètre optique sur un compteur de déphasage commun, de manière à extraire des signaux fonctionnant pour la commande de position, la commande de vitesse et la commande de com- mutation, simultanément pour deux types de capteurs du trigonomètre magnétique et du trigonométre optique. (22) Dispositif selon la revendication 1, -75- caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif principal de commande (3) connecté à plusieurs circuits d'interface de ladite partie d'interface extérieure (400), émettant des signaux de commande par l'intermédiaire d'une ligne de communication, d'une ligne de signaux pulsés en sé- rie, d'une ligne de signaux analogiques et d'une ligne de micro-ordinateurs à n bits (n étant un nombre entier). (23) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de commande princi- pale (47) comporte une table de gain (482) coordonnant une fréquence naturelle du dispositif de commande de position dudit moteur, le gain en courant continu de la partie de commande de vitesse prévue dans ladite partie de commande principale et une valeur de limiteur inté- grale à la sortie d'un intégrateur sur une partie de com- mande de position (470) prévue dans la partie de comman- de principale (47) avec des paramètres de commande opti- male en fonction de ces valeurs. (24) Dispositif de commande de moteur destiné à commander un moteur (1) en boucle fermée, ca- ractérisé en ce qu'il comporte une partie d'interface extérieure (400) prévue avec plusieurs circuits d'inter- face en fonction du type de dispositif principal de com- mande (3), de manière à produire des signaux de commande, une partie d'interface de capteur (401) prévue avec un circuit d'interface de capteur pour détecter des rota- tions dudit moteur, une partie de commande principale (47) destinée à produire un signal de commande ayant pour fonction de commander en boucle fermée le moteur, en fonction d'un signal de commande reçu de la partie d'interface extérieure et d'un signal de détection reçu de ladite partie d'interface de capteur, et comportant une table de gain (482) coordonnant une fréquence natu- relle du dispositif de commande de position dudit moteur, le gain en courant continu d'une partie de commande de 2653977e -76- vitesse prévue dans la partie de commande principale et une valeur de limiteur d'intégrale de la sortie d'un in- tégrateur dans une partie de commande de position prévue dans la partie de commande principale avec des paramètres de commande optimale en fonction de ces valeurs, une par- tie de commande d'alimentation (48) destinée à amplifier un courant en fonction du signal de commande et à four- nir le courant amplifié aux enroulements du moteur, une partie de réglage (7) comprenant des commutateurs de ré- glage de fréquence naturelle (71), un commutateur de ré- glage de gain continu (72) et un commutateur de réglage de valeur de limiteur d'intégrale (73), dans laquelle une fréquence naturelle, un gain en courant continu et une valeur de limiteur d'intégrale sont réglés en plusieurs étages dans une plage prédéterminée, un paramètre de commande optimale étant lu dans ladite table de gain en fonction de l'un au moins de la fréquence naturelle ré- glée, du gain en courant continu et de la valeur de li- miteur d'intégrale pour l'utilisation à la commande de ladite partie de commande principale, ladite paetie d'interface extérieure (400), ladite partie d'interface de capteur (401), ladite partie de commande principale (47) et ladite partie de commande d'alimentation (48) étant séparées et modulaires avec des cartes.