Brevet FR2714235A1 — publié le 19950623

Procédé et circuit d'alimentation d'un moteur électrique à courant alternatif. La présente invention concerne un procédé pour déterminer la vitesse de rotation d'un moteur électrique à courant alternatif ainsi qu'un circuit d'alimentation d'un tel moteur, du type comprenant un triac en série avec le moteur aux bornes d'une source alternative, et des moyens de commande du triac. Lorsqu'on souhaite pouvoir faire varier la vitesse d'un moteur électrique à courant alternatif, on l'alimente généralement à partir d'un onduleur. Un onduleur est un dispositif électronique de puissance alimenté en tension continue, généralement la tension alternative du réseau redressée, et délivrant en sortie un courant alternatif de fréquence quelconque destiné à l'alimentation d'une charge telle, par exemple, qu'un moteur électrique synchrone ou asynchrone. Ces onduleurs présentent en particulier l'inconvénient d'être des dispositifs électroniques complexes et par conséquent relativement coûteux. Ils sont donc assez mal adaptés à la commande de vitesse de moteurs de faible puissance. La présente invention vise à palier ces inconvénients. A cet effet, I'invention a tout d'abord pour objet un procédé pour déterminer la vitesse de rotation d'un moteur électrique à courant alternatif, caractérisé par le fait qu'il consiste à alimenter le moteur à partir d'une source alternative par alternances entières, successivement positives et négatives en sautant entre deux alternances utiles un nome pair d'alternances non utilisées. Contrairement à ce qui se passe lorsqu'on alimente un moteur à partir d'un onduleur, c'est ici directement la source alternative qui est appliquée aux bornes du moteur par alternances entières. Si les sauts entre deux alternances utiles sont de deux alternances, c'est-à-dire d'une période, on n'utilise qu'une alternance sur trois, de sorte que l'on réduit la vitesse du moteur dans un rapport trois. Si l'on saute quatre alternances, soit deux périodes, on divisera la vitesse du moteur par cinq, et ainsi de suite. L'invention a également pour objet un circuit d'alimentation d'un moteur électrique à courant alternatif comprenant un triac en série avec le moteur aux bornes d'une source alternative, et des moyens de commande du triac, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comprennent: - des moyens pour compter les alternances de la source; - un générateur de signal en marche d'escalier au rythme desdites alternances, - des moyens pour fixer un seuil; et - des moyens pour déclencher le triac quand le signal en marches d'escalier dépasse ledit seuil. Plus particulièrement, les moyens pour compter les alternances de la source peuvent comprendre un circuit détecteur de zéro agencé pour fournir une impulsion de comptage à un compteur, notamment décimal, lorsque la tension alternative de la source s'annule. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le générateur de signal en marches d'escalier comprend un compteur, notamment le même que précédemment, et un convertisseur numériquelanalogique en sortie du compteur. Egalement dans un mode de réalisation particulier, le triac comprend un comparateur pour comparer audit seuil la sortie du générateur de signal en marches d'escalier. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation particulier de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un circuit selon l'invention, et - la figure 2 et les figures 3a, 3b et 3c illustrent le fonctionnement de ce circuit. La figure 1 montre le moteur 1, synchrone ou asynchrone, en série avec son triac de commande 2, connectés aux bornes 3 d'une source alternative (par exemple du 220 volts 50 hertz ou 60 hertz). Un circuit d'alimentation 4 également connecté aux bornes 3 permet de fournir une tension continue, par exemple de 12 volts, aux composants qui seront décrits ci-après. Un circuit détecteur de zéro 5 est également connecté aux bornes 3 pour détecter les instants où la tension alternative de la source s'annule, et fournir alors à sa sortie 6 une impulsion. La sortie 6 est reliée à l'entrée d'horloge CLK d'un compteur décimal 7, qui compte par conséquent les alternances de la source alternative. Le compteur décimal 7 comprend une pluralité de sorties qui sont appliquées en entrée d'un convertisseur numériquelanalogique 8 fournissant à sa sortie 9 une tension qui est par conséquent proportionnelle au contenu du compteur décimal 7. Un pont diviseur 10 réglable manuellement permet de fournir à sa sortie 11 une tension qui est une fraction de la tension d'alimentation fournie par le circuit 4. La sortie 9 du convertisseur numériquelanalogique 8 et la sortie 11 du pont diviseur 10 sont fournies en entrée d'un comparateur 12 dont la sortie, éventuellement mise en forme, sert d'une part à commander le triac 2 et d'autre part à remettre à zéro le compteur décimal 7. La sortie du convertisseur numériquelanalogique 8 varie par échelon de valeur AV lorsque le contenu du compteur décimal 7 augmente d'une unité. Le pont diviseur 10 possède quatre positions de réglage. Dans sa première position, la sortie 11 est une tension inférieure à AV et est par exemple égale à Au12. De même, pour les positions de réglage suivantes, les sorties du pont diviseur sont comprises entre 3AV et 4AV, 6AV et 7AV, et 9AV et 10AV respectivement, et sont par exemple égales à 7AV/2, 1 3AV12 et 1 9au/2. La figure 2 représente en trait plein la tension V à la sortie 9 du convertisseur numériquelanalogique lorsque le diviseur de tension est sa troisième position de réglage. Dans ce cas, la sortie du comparateur s'inverse au début de la septième alternance qui suit la dernière remise à zéro du compteur décimal 7. Le triac 2 n'est donc réamorcé qu'au début d'une alternance sur sept et reste bien entendu ensuite amorcé pendant toute cette alternance. Ce cas correspond à celui de la figure 3c et la vitesse du moteur 1 est alors égale à 117 de sa valeur nominale, lorsqu'il est directement alimenté par le réseau. La figure 2 représente en trait interrompu le cas où le pont diviseur est sur sa quatrième position de réglage. Dans ce cas le compteur compte dix alternances et la vitesse de rotation du moteur est égale à 1/9 de sa valeur nominale. Les figures 3a et 3b représentent respectivement le cas où le pont diviseur est sur sa première et sa deuxième position de réglage et où l'on obtient une vitesse de rotation du moteur égale respectivement à 1/3 et 1/5 de sa valeur nominale. Enfin, il est bien évidemment possible d'utiliser le moteur 1 à sa vitesse nominale en l'alimentant directement à partir du réseau. L'invention permet par rapport aux dispositifs connus d'obtenir une meilleure stabilité et un couple plus élevé à basse vitesse, une très grande stabilité de vitesse par rapport aux variations de tension du réseau (un écart de l'ordre de 2 % pour une tension variant de 160 volts à 270 volts) ainsi qu'une diminution des parasites. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer la vitesse de rotation d'un moteur électrique à courant alternatif, caractérisé par le fait qu'il consiste à alimenter le moteur à partir d'une source alternative par alternances entières, sucessivement positives et négatives, en sautant entre deux alternances utiles un nombre pair d'alternances non utilisées. 2. Circuit d'alimentation d'un moteur électrique (1) à courant alternatif, comprenant un triac (2) en série avec le moteur aux bornes d'une source alternative, et des moyens de commande du triac, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comprennent: - des moyens (5, 7) pour compter les alternances de la source; - un générateur (7, 8) de signal en marches d'escalier au rythme desdites alternances; - des moyens (10) pour fixer un seuil; et - des moyens (12) pour déclencher le triac quand le signal en marches d'escalier dépasse ledit seuil. 3. Circuit selon la revendication 2, dans lequel les moyens pour compter les alternances de la source comprennent un circuit détecteur de zéro (5) agencé pour fournir une impulsion de comptage à un compteur (7) lorsque la tension alternative de la source s'annule. 4. Circuit selon la revendication3, dans lequel ledit compteur est un compteur décimal. 5. Circuit selon l'un quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le générateur de signal en marches d'escalier comprend un compteur (7) et un convertisseur numérique/analogique (8) en sortie du compteur. 6. Circuit selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel les moyens pour déclencher le triac comprennent un comparateur pour comparer audit seuil la sortie du générateur de signal en marches d'escalier.