Brevet FR2728617A1 — publié le 19960628

Moteur de commande régulé en fréquence L'invention concerne un dispositif de réglage pour des machines hydrauliques comportant un impulseur réglable porté par un arbre, des éléments de transmission d'un mécanisme de réglage montés à l'intérieur de l'arbre étant reliés de manière à transmettre les forces à un moteur électrique de commande. Dans des dispositifs de réglage de ce genre, comme on en connaît par le DE-A-43 06 131 et par le DE-A-43 06 141, le moteur de commande ne fonctionne que pendant la durée de l'opération de réglage proprement dite. Pendant le 1o fonctionnement normal de la machine hydraulique, le rotor du moteur de commande tourne à la même vitesse de rotation que l'arbre qui est relié à l'impulseur réglable et dans lequel sont montés également les éléments de transmission du mécanisme de réglage. Suivant les moments d'inertie du rotor du moteur de commande, il y a danger que lors de la mise en marche et lors de I5 l'arrêt de la machine hydraulique, il puisse s'effectuer un mouvement de réglage intempestif. Si les résistances à la friction à l'intérieur du mécanisme de réglage sont plus petites que les forces d'accélération engendrées par des moments d'inertie du moteur de commande, il y a danger d'un mouvement de réglage intempestif. Dans le cas le plus défavorable, le mécanisme de réglage peut y être amené en sa position d'extrémité, ce qui fait que, lorsqu'il arrive sur des butées de limitation, il peut se produire des endommagements mécaniques. On peut pallier cela en faisant tourner en permanence de manière synchrone le champ tournant du moteur de commande avec les pièces tournantes du mécanisme de réglage, un réglage provoqué par des moments d'inertie trop grands étant empêché au moyen d'opérations de régulation et d'accélérations ou de décélérations correspondantes. Cela nécessite cependant un capteur et une technique de régulation coûteux. L'invention vise donc à obtenir par des moyens simples une commande du dispositif de réglage du genre mentionné. On y parvient par le fait que la fréquence d'entraînement du moteur de commande peut être modifiée. Il ne faut donc plus activer le dispositif nécessaire à cet effet que peu de temps lors de la mise en marche et de l'arrêt de la machine hydraulique ainsi que pendant l'opération de réglage proprement dite. A cet effet, le champ toumrnant du moteur de commande est régulé de manière synchrone sur la vitesse de rotation de l'arbre de la machine hydraulique et il est modifié à des fins de correction et/ou pour une opération de réglage en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre relié à l'impulseur. La modification de la fréquence d'entraînement du moteur de commande provoque alors un mouvement relatif de 1o l'arbre et du rotor du moteur de commande, et cela dans le sens positif ou négatif, ce qui fait que le mouvement de réglage proprement dit peut être initié. De préférence, un dispositif qui modifie la fréquence d'entraînement et qui comporte une unité intégrée de régulation influence le moteur de commande. De préférence, le dispositif qui modifie la fréquence est muni d'un ou de plusieurs capteurs pour détecter des vitesse de rotation, des couples ou des trajets du mécanisme de réglage. De préférence, un transformateur de fréquence constitue le dispositif qui modifie la fréquence. De préférence, un indicateur de valeur de consigne et un capteur pour respectivement la prise en compte du couple de rotation et la prise en compte du trajet sont reliés au dispositif qui modifie la fréquence. Il est monté de préférence entre un rotor du moteur de commande et le dispositif de réglage des éléments de synchronisation. En utilisant un dispositif qui modifie la fréquence et qui comporte une unité intégrée de régulation, on diminue considérablement la dépense en technique de régulation. En fonctionnement normal de la machine hydraulique, le dispositif qui modifie la fréquence, d'habitude un convertisseur de fréquence, ne doit pas être en fonctionnement. En raison de l'unité intégrée de régulation, qui peut être une unité électronique de calcul, un microprocesseur ou analogues, ainsi qu'en raison des capteurs qui y sont reliés, une régulation facile est possible. Un dispositif qui modifie la fréquence d'entraînement peut ainsi être adapté de manière programmable aux conditions de fonctionnement en modifiant des paramètres adéquats. L'utilisation de capteurs pour détecter les couples de rotation permet une régulation des couples à un coût de régulation réduit. La dépense en technique de capteurs et en conducteurs associés peut ainsi être considérablement réduite. S'il faut effectuer un réglage des aubes, le dispositif reçoit, par exemple par l'intermédiaire d'un ordinateur, une instruction de mise en route. Lors d'une mise en marche ou d'un arrêt de la machine hydraulique et pendant un état de fonctionnement dans lequel il n'y a pas de glissement entre les pièces à déplacer, le moteur de commande ne fonctionne que pour un déplacement voulu. En cas de moments d'inertie défavorables, un fonctionnement sans glissement est assuré par l'utilisation d'un élément de synchronisation. Lors d'un réglage souhaité, le dispositif qui modifie la fréquence est accéléré en quelque sorte à vide, jusqu'à ce que la vitesse de rotation soit io synchronisée. Une fois la synchronisation en vitesse de rotation effectuée, le dispositif qui modifie la fréquence applique un couple au moteur de commande. Cela déclenche l'opération de réglage. Les aubes peuvent être déplacées dans les deux sens de rotation. Une fois la position souhaitée des aubes atteinte, l'arrêt du dispositif qui modifie la fréquence est effectué. Un module régulateur présent à l'intérieur du dispositif exploite le signal d'un indicateur de trajet ainsi que d'une donnée préalable de valeur de consigne. Le dispositif régule alors automatiquement un écart par rapport à la valeur de consigne. Suivant un mode de réalisation, il est prévu d'utiliser exclusivement comme capteurs des indicateurs de rotation qui peuvent être aussi des indicateurs à incrémentation. Un dispositif de réglage équipé de capteurs de ce genre peut être utilisé dans les machines hydrauliques dans lesquelles on procède à un réglage fréquemment et avec une grande précision. Le dispositif de réglage qui est à cet effet en fonctionnement permanent peut réguler en peu de temps et très précisément une machine hydraulique à un point de fonctionnement nécessaire. Cela est possible pour des machines hydrauliques dans lesquelles un fonctionnement sans glissement ne peut pas être assuré en toutes circonstances. La solution au problème prévoit aussi un procédé pour faire fonctionner un dispositif de réglage d'une machine hydraulique équipée d'un impulseur réglable, I'impuiseur réglable étant relié à un arbre et des éléments de transmission pour un mécanisme de réglage étant montés à l'intérieur de l'arbre et les forces de réglage étant transmises d'un moteur électrique de commande au mécanisme de réglage. Le moteur de commande est constitué sous la forme d'un moteur électrique dont la fréquence d'entraînement peut être modifiée, et, pour un déplacement de réglage, le champ électrique tournant du moteur de commande est équilibré de manière synchrone a la vitesse de rotation de l'arbre et, en modifiant la fréquence d'entraînement du moteur de commande, il se produit un mouvement relatif du dispositif de réglage par rapport a la vitesse de rotation de l'arbre et l'opération de réglage est déclenchée. O Ce genre de régulation provoque un déplacement de réglage rapide et doux. Le rotor du moteur de commande tourne de manière synchronisée à la vitesse de rotation de l'arbre en raison de la friction qui prédomine a l'intérieur du mécanisme de réglage. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés au dessin et o sont décrits dans ce qui suit. Au dessin: la figure 1 représente le synoptique modulaire d'un moteur de commande dont la fréquence d'entraînement peut être modifiée, et la figure 2 représente une variante utilisant des indicateurs de rotation comme capteurs. Dans le synoptique modulaire de la figure 1, il est représenté un moteur 1 de commande d'un réglage des aubes qui est relié par un conducteur 2 électrique à un dispositif 3 qui modifie la fréquence. Il est intégré au dispositif 3 qui modifie la fréquence, d'ordinaire un transformateur de fréquence, une unité 4 de régulation qui est en liaison avec des capteurs et des indicateurs de valeur de consigne. Un capteur 5 sert à enregistrer le couple de rotation absorbé dans un dispositif de réglage qui n'est pas représenté. Un autre capteur 6 sert à enregistrer les trajets dans le dispositifs de réglage et, à l'aide d'un indicateur 7 de valeur de consigne, la position souhaitée des aubes est entrée en tant que valeur dans le dispositif 3 qui modifie la fréquence. Suivant les capteurs utilisés, il peut être nécessaire de préparer leurs signaux par des appareils 7, 8 d'exploitation afin de pouvoir adapter le traitement des signaux au dispositif 3 qui modifie la fréquence. Lors d'un réglage voulu des aubes d'un impulseur réglable, la position des aubes souhaitée est présélectionnée sur un indicateur 9 de valeur de consigne et entrée dans le dispositif 3, 4 qui modifie la fréquence. Celui-ci adapte la vitesse de rotation du moteur 1 de commande de façon qu'ait lieu un mouvement relatif d'un arbre de réglage par rapport à un arbre d'entraînement et qui se déclenche ainsi une opération de réglage dans une transmission de réglage. La figure 2 représente un dispositif 10 qui modifie la fréquence dans lequel est entré en plus comme valeur réelle un signal d'un moteur 1 1 principal. Le moteur 1 1 principal entraîne un impulseur réglable et est équipé d'un capteur 12 de rotation qui est d'ordinaire un indicateur à incrémentation. Un moteur 1 de commande dispose également d'un capteur 13 de rotation adéquat. Ces capteurs 12, 13 de rotation fournissent des signaux si précis que, à l'aide du dispositif 3 qui modifie la fréquence, dans ce cas ce que l'on appelle un servo-convertisseur, qu'une régulation précise en un point est possible. La position souhaitée des aubes est présélectionnée à l'aide d'un indicateur 9 de valeur de consigne. Un capteur 14 agissant comme indicateur de trajet accuse réception auprès du dispositif 10 qui modifie la fréquence de la position dans l'instant des aubes. 1o L'unité 4 de régulation qui y est intégrée déclenche alors les opérations adéquates de régulation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage pour machine hydraulique comportant un impulseur réglable porté par un arbre, des éléments de transmission d'un mécanisme de réglage montés à l'intérieur de l'arbre étant reliés de manière à transmettre les forces à un moteur électrique de commande, caractérisé en ce que la fréquence d'entraînement du moteur (1) de commande peut être modifié. 2. Dispositif de réglage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif (3, 10) qui modifie la fréquence d'entraînement et qui comporte une unité (4) intégrée de régulation influence le moteur (1) de commande. 3. Dispositif de réglage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif (3, 10) qui modifie la fréquence est muni d'un ou de plusieurs capteurs (5, 6; 12, 13, 14) pour détecter des vitesses de rotation, des couples ou des trajets du mécanisme de réglage. 4. Dispositif de réglage suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un convertisseur de fréquence constitue le dispositif (3, 10) qui modifie la fréquence. 5. Dispositif de réglage suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un indicateur (9) de valeur de consigne et un capteur (5, 6) pour respectivement la prise en compte du couple de rotation et la prise en compte du trajet sont reliés au dispositif (3, 10) qui modifie la fréquence. 6. Dispositif de réglage suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est monté entre un rotor du moteur de commande et le dispositif de réglage des éléments de synchronisation. 7. Dispositif de réglage suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un indicateur (9) de valeur de consigne et deux capteurs (12, 13) de rotation sont reliés au dispositif (3, 10) qui modifie la fréquence. 8. Dispositif de réglage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les capteurs (12, 13) de rotation sont constitués sous la forme d'indicateurs à incrémentation. 9. Procédé pour faire fonctionner un dispositif de réglage d'une machine hydraulique équipée d'un impulseur réglable, I'impulseur réglable étant relié à un arbre et des éléments de transmission pour un mécanisme de réglage étant montés à l'intérieur de l'arbre et les forces de réglage étant transmise d'un moteur électrique de commande au mécanisme de réglage, caractérisé en ce que le moteur (1) de commande est constitué sous la forme d'un moteur électrique dont la fréquence d'entraînement peut être modifiée, en ce que, pour un déplacement de réglage, le champ électrique tournant du moteur (1) de commande est équilibré de manière synchrone à la vitesse de rotation de l'arbre et en ce que, en modifiant la fréquence d'entraînement du moteur (1) de commande, il se produit un mouvement relatif du dispositif de réglage par rapport à la vitesse de rotation de l'arbre et l'opération de réglage est déclenchée.