Brevet FR2769715A1 — publié le 19990416

DISPOSITIF ET PROCEDE DE MESURE DE LA VITESSE D'UN MOTEUR A COURANT CONTINU ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de mesure de vitesse de moteur servant à mesurer la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu (CC) et plus particulièrement un dispositif de mesure de vitesse de moteur à courant continu (CC) qui peut simultanément tester l'état de fonctionnement du moteur CC et mesurer la vitesse de rotation de celui-ci. Descriptioti de la technique antérieure Les moyens classiques servant à mesurer la vitesse de rotation des moteurs sont habituellement mis en oeuvre à l'aide de dispositions de mesure extérieures qui sont résumées ci-après. 1. Une lumière à fréquence variable est projetée sur les pales de ventilateur d'un moteur en rotation. Lorsque l'image du ventilateur est "gelée", la fréquence de la lumière est synchrone au moteur en rotation, de sorte qu'on obtient le nombre de tours du moteur. 2. Un générateur CC ou une dynamo tachymétrique est couplé à l'arbre du moteur objet de la mesure, de sorte qu'on mesure la vitesse de rotation. 3. Un capteur infrarouge est utilisé pour détecter des rayons infrarouges réfléchis par des pattes de réflexion fixées sur les pales de ventilateur ou l'arbre du moteur objet de la mesure, de sorte que la vitesse de rotation peut être mesurée en comptant les réflexions des rayons infrarouges. 4. Un capteur opto-électronique est utilisé pour détecter l'intervalle entre les pales de ventilateur d'un moteur en rotation, de sorte que la vitesse de rotation peut être mesurée en comptant les signaux optoélectroniques traversant les intervalles des pales de ventilateur. Comme décrit ci-dessus, la vitesse de rotation du moteur est mesurée indirectement, ce qui signifie que le dispositif extérieur est nécessaire. En outre, les opérations de préparation préalable, telles que la fixation des pattes de réflexion, le montage du dispositif et le calibrage, prendraient du temps et augmenteraient ainsi le coût de production. Par ailleurs, préalablement à la mesure de vitesse de rotation effectuée dans la division d'essai, il est nécessaire d'appliquer un courant à chaque moteur pour le test de fonctionnement. Afin de remédier aux inconvenients d'une mesure indirecte de l'état de la technique, l'invention porte sur un nouveau dispositif et un nouveau procédé de mesure servant à mesurer la vitesse de rotation d'un moteur CC. RESUME DE L'INVENTION Le but principal de la présente attention est de fournir un dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC) qui puisse simultanément tester l'état de fonctionnement du moteur CC et mesurer la vitesse de rotation de celui-ci. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC) qui soit pratique et fasse gagner du temps dans la mesure de la vitesse de rotation des moteurs CC. Un autre but encore de la présente invention est de fournir un dispositif et un procédé de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC) qui puisse mesurer d'une manière précise la vitesse de rotation des moteurs CC. L'invention a pour objet un dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC), caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur de courant (TC) apte à une connexion sur le fil d'alimentation en courant du moteur CC, le transformateur de courant (TC) transformant le courant du moteur CC en une forme d'onde de tension correspondante, un amplificateur servant à amplifier la forme d'onde de tension, un comparateur servant à filtrer la tension amplifiée sous forme d'une onde carrée, un sélecteur de pôles servant à diviser l'onde carrée par le nombre de pôles du moteur CC et un indicateur servant à la visualisation du résultat de l'onde carrée divisée par le nombre de pôles du moteur CC, de façon à obtenir la vitesse de rotation du moteur CC. Le dispositif conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes - le transformateur de courant (TC) comprend un aimant permanent et le fil d'alimentation en courant du moteur CC est enroulé sur l'aimant permanent en tant qu'enroulement primaire, - le comparateur comprend un amplificateur opérationnel et une tension de référence de façon à produire un signal numérique, - le dispositif comprend un stabilisateur de tension servant à fournir un courant constant, - le dispositif comprend un amplificateur secondaire servant à amplifier l'onde carrée du comparateur et un comparateur secondaire servant à filtrer l'onde carrée amplifiée de l'amplificateur secondaire. L'invention a aussi pour objet un dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu, caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur de courant (TC) apte à une connexion sur le fil d'alimentation en courant du moteur CC, le transformateur de courant (TC) transformant le courant du moteur CC en une forme d'onde de tension correspondante, un comparateur servant à filtrer la forme d'onde de tension sous forme d'une onde carrée, un sélecteur de pôles servant à diviser l'onde carrée par le nombre de pôles du moteur CC et un indicateur servant à la visualisation du résultat de l'onde carrée divisée par le nombre de pôles du moteur CC, de façon à obtenir la vitesse de rotation du moteur CC. L'invention a encore pour objet un procédé de mesure de la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu (CC), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant a) à mesurer une forme d'onde de courant du moteur à courant continu, b) à convertir la forme d'onde de courant du moteur à courant continu en une forme d'onde de tension, c) à convertir la forme d'onde de tension en un signal numérique et d) à diviser le signal numérique par le nombre de pôles du moteur à courant continu de façon à obtenir la vitesse de rotation du moteur à courant continu. Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter la particularité suivante - il comprend l'opération consistant à amplifier la forme d'onde de tension de l'étape b. D'autres buts, avantages et particularités nouvelles de la présente invention ressortiront de la description détaillée suivante faite en regard des dessins annexés. DESCRIPTION SUCCINCTE DES DESSINS La figure 1 est un schéma-blocs représentant l'ordinogramme et les éléments constitutifs principaux du dispositif de mesure de vitesse de moteur à courant continu (CC) conforme à la présente invention, la figure 2 est le circuit d'un dispositif de mesure de vitesse de moteur à courant continu (CC) conforme à un premier mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, la figure 2A représente le circuit d'un dispositif de mesure de vitesse de moteur à courant continu (CC) conforme à un deuxième mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, la figure 2B représente le circuit d'un dispositif de mesure de vitesse de moteur à courant continu (CC) conforme à un troisième mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, la figure 3 représente la forme d'onde de tension Vil du côté secondaire du transformateur de courant (TC), la figure 4 représente la forme d'onde de tension Vi2 et la figure 5 représente la forme d'onde de tension Vo du circuit de traitement de forme d'onde. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Si on se reporte à la figure 1, elle représente le schéma-blocs de l'objet de la présente invention. Ainsi que cela est connu des spécialistes en la matière, lorsque le moteur CC 1 est en fonctionnement, il n'y a pas de consommation de courant pendant le changement de pôles. Par conséquent, une impulsion de courant va apparaître périodiquement d'une manière proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur à courant continu. Le transformateur de courant (TC) 2 transforme les impulsions de courant du moteur CC 1 en une forme d'onde de tension. Un circuit de traitement de forme d'onde 3 est prévu pour amplifier la forme d'onde de tension, puis la forme d'onde de tension amplifiée est filtrée au moyen d'un comparateur 4 de façon à donner une onde carrée. Un sélecteur de pôles 5 sert ici de diviseur pour diviser l'onde carrée provenant du comparateur 4 par le nombre de pôles du moteur CC, de façon à obtenir un nombre d'impulsions correspondant à la vitesse de rotation du moteur CC. Enfin, la vitesse de rotation du 6 moteur CC fait l'objet d'une visualisation sur un indicateur 6. Si on se reporte à la figure 2, le dispositif de mesure de vitesse de moteur de courant continu (CC) est connecté en série sur la ligne de courant 11 du moteur CC 1. Un transformateur de courant (TC) 2 est prévu pour détecter la variation de courant du moteur CC lorsque ce moteur CC 1 est en fonctionnement. Etant donné que la ligne de courant 11 est utilisée pour fournir un courant au moteur CC 1 pendant le test de fonctionnement, la mesure de vitesse peut être effectuée simultanément de façon à raccourcir la durée de test et de mesure. Dans le transformateur de courant (TC) 2, la ligne de courant 11 du moteur CC 1 est enroulée sur un aimant permanent 21 en tant qu'enroulement primaire 22 et l'enroulement secondaire 23 du transformateur de courant 2 est enroulé sur le même aimant permanent 21 ; par conséquent, au moyen du transformateur de courant (TC) 2, la variation de courant dans le moteur CC 1 peut être transformée en une forme d'onde de tension Vil (comme représenté à la figure 3) constituant la sortie de l'enroulement secondaire 23. L'amplitude de la forme d'onde de tension Vil va être affaiblie sous forme d'une forme d'onde de tension Vi2 (telle que représentée à la figure 4) lorsqu'elle traverse la résistance 32. La forme d'onde de tension Vi2 est amplifiée par le circuit de traitement de forme d'onde 3 en donnant une forme d'onde Vo (telle que représentée à la figure 5). De préférence, le circuit de traitement de forme d'onde 3 est constitué principalement d'un transistor 8050 31 qui amplifie de manière inverse la forme d'onde de tension Vi2 en donnant la forme d'onde Vo. La forme d'onde Vo est filtrée par un comparateur 4 comprenant principalement un amplificateur opérationnel BA1039341 et une résistance variable 42, cette résistance variable 42 servant à ajuster le niveau de la tension de référence. Le comparateur 4 sert de filtre de Schmitt pour produire une forme d'onde de Schmitt et séparer le bruit par filtration, de manière à donner un signal numérique de Schmitt. La vitesse de rotation du moteur CC 1 sera obtenue lorsque le signal numérique provenant du comparateur 4 est appliqué au sélecteur de pôles 5 et est divisé par le nombre de pôles du moteur CC 1. De préférence, le sélecteur de pôles 5 est composé de deux circuits intégrés 4017 51 et 52 et d'un commutateur DIP servant à sélectionner et fixer le nombre de pôles du moteur. Une fois le signal traité dans le sélecteur de pôles 5, la vitesse de rotation du moteur fait l'objet d'une visualisation sur un indicateur 6. La figure 2A représente le deuxième mode de mise en oeuvre de la présente invention. On constatera que, lorsqu'on prend en considération la fabrication et la fiabilité, il est préférable de remplacer la résistance 42 par un condensateur 33 placé à la sortie du transistor. La figure 2B représente le troisième mode de mise en oeuvre de la présente invention. On notera que ce troisième mode de mise en oeuvre comprend en outre un circuit secondaire de traitement de forme d'onde 3' et un comparateur secondaire 4' entre le comparateur 4 et le sélecteur de pôles 5. De même que le circuit de traitement de forme d'onde 3, le circuit secondaire de traitement de forme d'onde 3' est constitué principalement d'un transistor 8050 31' qui amplifie de manière inverse la forme d'onde de tension, d'une résistance 32' et d'un condensateur 33' placé à la sortie du transistor 31'. De même que le comparateur 4, le comparateur secondaire 4' comprend principalement un amplificateur fonctionnel BA10393 41'. On constatera et comprendra que le circuit secondaire de traitement de forme d'onde 3' et le comparateur secondaire 4' réalisent une séparation supplémentaire du bruit par filtration par rapport au signal, puis amplifient ce signal pour obtenir un signal numérique parfait devant être utilisé dans le sélecteur de pôles 5. Si on se reporte de nouveau aux figures 2, 2A et 2B, I'invention comprend en outre un stabilisateur de tension 7 qui fournit un courant constant aux éléments constitutifs de la présente invention. Par ailleurs, le sélecteur de pôles 5 de l'invention comporte un circuit de remise à l'état initial 53 permettant une remise à l'état initial. Conformément à la description qui précède, le test de fonctionnement et la mesure de vitesse des moteurs CC peuvent être effectués simultanément, ce qui réduit la durée de test et la dépense impliquée par l'achat d'un équipement de mesure extérieur. En conséquence, le coût de fabrication va diminuer d'une manière considérable. En outre, conformément à la présente invention, la mesure de la vitesse de rotation du moteur CC est réalisée directement et basée sur la variation de courant dans le moteur lui-même et il est prévisible que le résultat sera plus précis. Bien que deux modes préférés de réalisation du dispositif de mesure de - vitesse de moteur à courant continu (CC) conforme à la présente invention aient été représentés et décrits, on constatera que de nombreux changements ou modifications peuvent y être apportés sans toutefois sortir de la portée de la présente invention. On doit comprendre clairement que la présente invention n'y est pas limitée, mais peut être mise en oeuvre et en pratique de diverses autres manières dans le cadre des revendications suivantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC), caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur de courant (TC 2) apte à une connexion sur le fil (11) d'alimentation en courant du moteur CC, le transformateur de courant (TC 2) transformant le courant du moteur CC en une forme d'onde de tension (Vil) correspondante, un amplificateur (3) servant à amplifier la forme d'onde de tension (Vil), un comparateur (4) servant à filtrer la tension amplifiée (Vo) sous forme d'une onde carrée, un sélecteur de pôles (5) servant à diviser l'onde carrée par le nombre de pôles du moteur CC et un indicateur (6) servant à la visualisation du résultat de l'onde carrée divisée par le nombre de pôles du moteur CC, de façon à obtenir la vitesse de rotation du moteur CC. 2. Dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le transformateur de courant (TC) comprend un aimant permanent et le fil d'alimentation en courant du moteur CC est enroulé sur l'aimant permanent en tant qu'enroulement primaire. 3. Dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le comparateur comprend un amplificateur opérationnel et une tension de référence de façon à produire un signal numérique. 4. Dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC) suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un stabilisateur de tension servant à fournir un courant constant. 5. Dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC) suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un amplificateur secondaire servant à amplifier l'onde carrée du comparateur et un comparateur secondaire servant à filtrer l'onde carrée amplifiée de l'amplificateur secondaire. 6. Dispositif de mesure de la vitesse d'un moteur à courant continu (CC), caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur de courant (TC 2) apte à une connexion sur le fil (11) d'alimentation en courant du moteur CC, le transformateur de courant (TC 2) transformant le courant du moteur CC en une forme d'onde de tension (Vil) correspondante, un comparateur (4) servant à filtrer la forme d'onde de tension sous forme d'une onde carrée, un sélecteur de pôles (5) servant à diviser l'onde carrée par le nombre de pôles du moteur CC et un indicateur (6) servant à la visualisation du résultat de l'onde carrée divisée par le nombre de pôles du moteur CC, de façon à obtenir la vitesse de rotation du moteur CC. 7. Procédé de mesure de la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu (CC), caractérisé en ce qu il comprend les étapes consistant a) à mesurer une forme d'onde de courant du moteur à courant continu, b) à convertir la forme d'onde de courant du moteur à courant continu en une forme d'onde de tension, c) à convertir la forme d'onde de tension en un signal numérique et d) à diviser le signal numérique par le nombre de pôles du moteur à courant continu de façon à obtenir la vitesse de rotation du moteur à courant continu. 8. Procédé de mesure de la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu (CC) suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à amplifier la forme d'onde de tension de l'étape b.