Brevet FR2966301A1 — publié le 20120420

L'invention est relative à un procédé de gestion d'actionneurs électromécaniques à double bobinage. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION On connaît des actionneurs électromécaniques comportant deux moteurs électrique ayant chacun un simple bobinage statorique, ou encore des actionneurs électromécaniques comportant un seul moteur pourvu d'un double bobinage statorique, de sorte à fournir une redondance permettant, en cas de défaillance de l'un des bobinages, de pouvoir continuer à faire fonctionner l'actionneur à l'aide de l'autre bobinage. Les deux bobinages sont associés à des rotors qui sont montés sur le même arbre, ou qui sont cinématiquement liés en rotation de sorte que leurs vitesses de rotation des rotors soient égales ou à tout le moins proportionnelles. En général, seul l'un des bobinages est actif, l'autre étant passif, le rotor associé au bobinage non actif étant passivement entraîné en rotation par le rotor associé au bobinage actif. En cas de défaillance du bobinage actif, on cesse de l'alimenter pour alimenter l'autre bobinage, qui devient alors le bobinage actif. Pour le pilotage du bobinage actif, ce type d'actionneur comporte généralement un premier capteur de position angulaire redondé par un deuxième capteur de position angulaire, de sorte que si l'un des capteurs de position angulaire est défaillant, le pilotage du bobinage actif peut se faire avec l'information délivrée par le deuxième capteur de position angulaire. Cette disposition renchérit cependant le coût de tels actionneurs. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet de proposer un procédé de gestion d'actionneurs à double bobinage, permettant de simplifier l'architecture de tels actionneurs. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de gestion d'un actionneur électromécanique à au moins deux bobinages adaptés à faire tourner au moins un rotor, le procédé comportant l'alimentation d'un bobinage appelé bobinage actif pour faire tourner le rotor l'autre bobinage étant alors inactif, caractérisé en ce que le procédé comporte la détermination d'une information de position angulaire du rotor par observation de courants et/ou de tension dans le bobinage non actif, et l'utilisation de cette information pour piloter le bobinage actif. Ainsi, le bobinage non actif est utilisé comme un capteur de position angulaire pour générer une information de position angulaire du rotor utilisée pour piloter le bobinage actif. Cette information est générée par des techniques connues, notamment les méthodes dites « sensorless » qui permettent de générer une information de position angulaire pour piloter un moteur sans capteur. Cependant, la mise en oeuvre de ces techniques est ici considérablement simplifiée, puisque lorsque l'un des bobinages est utilisé en capteur, il n'est pas utilisé en moteur. En particulier, le bobinage non actif n'est pas alimenté par des courants générant du couple, ce qui simplifie considérablement l'observation des courants circulant dans le bobinage non actif et la détermination de la position angulaire correspondante. Ainsi, grâce au procédé de l'invention, il est possible de n'utiliser qu'un capteur de position angulaire pour piloter le bobinage actif, et en cas de défaillance de ce capteur, d'utiliser le bobinage non actif pour générer l'information de position angulaire nécessaire au pilotage du bobinage actif. Il est même possible de se passer de capteur angulaire, en utilisant systématiquement le bobinage non actif comme capteur de position. Cette disposition permet de diminuer le coût d'un actionneur à double bobinage. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit des figures des dessins annexés, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'un actionneur électromécanique à deux moteurs en série sur le même arbre, avec un unique capteur de position angulaire selon un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un actionneur à un moteur comportant un double bobinage, avec un unique capteur de position angulaire ; - la figure 3 est une vue schématique d'un actionneur à deux moteurs en série sur le même arbre, sans capteur de position angulaire. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES En référence à la figure 1, l'invention peut être mise en oeuvre sur un actionneur électromécanique 1 comportant un arbre 2 qui est mis en rotation par l'intermédiaire d'un premier moteur électrique 10 qui est redondé par un deuxième moteur électrique 20. L'arbre 2 peut servir à entraîner en rotation une manivelle ou une came, si l'actionneur est du type rotatif, ou encore entraîner en rotation une vis qui coopère avec une tige solidaire d'un écrou coopérant avec la vis pour coulisser dans un sens ou dans l'autre en fonction du sens de rotation de l'arbre, si l'actionneur est du type linéaire. Plus précisément, le premier moteur électrique 10 comporte un rotor 11 solidaire de l'arbre 2 et un bobinage 12 qui ne tourne pas. Ici, on a représenté les trois phases 12A, 12B, 12C du bobinage qui sont respectivement alimentées par l'une des composantes d'une alimentation triphasée, de sorte à faire tourner le champ magnétique induit par le bobinage en phase avec la rotation du rotor 11. A cet effet, un premier onduleur non représenté est piloté par un calculateur pour, à chaque instant, délivrer à chacune des phases du bobinage un courant adapté. De même, le deuxième moteur électrique 20 comporte un rotor 21 solidaire de l'arbre 2 et un bobinage 22 qui ne tourne pas. Ici, on a représenté les trois phases 22A, 22B, 22C du bobinage qui sont respectivement alimentées par l'une des composantes d'une alimentation triphasée, de sorte à faire tourner le champ magnétique induit par le bobinage en phase avec la rotation du rotor 21. A cet effet, un deuxième onduleur non représenté est piloté par le calculateur pour, à chaque instant, délivrer à chacune des phases du bobinage un courant adapté. Pour permettre au calculateur de délivrer aux onduleurs des consignes synchronisées avec la rotation des rotors 11,21, l'arbre 2 est équipé d'un capteur de position angulaire 30, permettant de délivrer une information de position angulaire de l'arbre 2, qui est exploitée par le calculateur pour élaborer ses consignes aux onduleurs. En temps normal, l'un des moteurs électriques, et donc l'un des bobinages est actif pour entraîner l'arbre 2 en rotation, l'autre des moteurs étant inactif, le rotor correspondant étant passivement entraîné en rotation par l'arbre. En réponse à la détection par le calculateur d'une défaillance du moteur électrique actif (par exemple une panne de l'onduleur associé, une rupture d'alimentation de l'une des phases...), le calculateur désactive l'onduleur associé, et envoie dès lors ses consignes à l'autre onduleur pour que celui-ci se mette à alimenter l'autre moteur électrique, de sorte qu'il devienne actif à la place du moteur électrique défaillant. Selon l'invention, si le calculateur détecte une défaillance du capteur de position angulaire 30, alors le calculateur est adapté à recomposer une information de position angulaire par : - observation directe ou indirecte des tensions induites dans les phases du bobinage du moteur inactif du fait de l'entraînement en rotation du rotor correspondant par l'arbre 2, toujours entraîné par le moteur actif ; - observation directe ou indirecte de courants circulant dans le bobinage du moteur inactif en réponse à l'application de tensions d'excitation par l'onduleur correspondant. On profite de la variation des inductances du moteur dont le rotor est entraîné par la rotation de l'arbre 2. Cette méthode est plus particulièrement adaptée dans le cas de vitesses de rotation faibles, voire nulles. Elle nécessite cependant l'utilisation d'un moteur à saillance géométrique ou magnétique. Il est à noter que les courants circulant dans les phases du moteur inactif ne servent pas à la génération de couple sur l'arbre 2 mais uniquement à extraire l'information de position, ce qui facilite grandement l'observation des courants et la détermination de la position angulaire à partir de cette observation. Ces deux méthodes peuvent être combinées pour assurer une solution optimale d'extraction de l'information de position sur toute la plage de vitesse des moteurs. Ainsi, si le premier moteur 10 est actif, et si le capteur 30 est défaillant, le calculateur se mettra à observer les tensions et/ou les courants dans les phases 221, 22B, 22C du bobinage 22 du deuxième moteur électrique 20 du fait de la rotation du rotor 21. Ces grandeurs varient de façon périodique en relation directe avec la position angulaire du rotor, et il est très simple d'en déduire la position angulaire du rotor 21, et donc de l'arbre 2. En effet, à partir de la donnée de trois valeurs de courant, I1, I2, I3 ou des trois valeurs de tension V1, V2, V3 mesurés ou estimées au même instant dans chacune des phases 22A, 22B, 22C, il est facile de recomposer la position angulaire du rotor. Ainsi, on peut recomposer avec le moteur inactif l'information de position angulaire nécessaire au calculateur pour élaborer les consignes à destination de l'onduleur qui alimente le moteur actif. Grâce au procédé de l'invention, un deuxième capteur de position angulaire peut ainsi être évité, sans que la redondance de la fonction assurée par ce capteur de position angulaire soit compromise. En référence maintenant à la figure 2, l'actionneur dispose cette fois ci d'un seul moteur 50, comportant un unique rotor 51 associé à l'arbre 2 de l'actionneur. Cependant, le moteur électrique comporte deux bobinages 53 et 54, comportant respectivement les phases 53A, 53B, 53C et 54A, 54B, 54C. Comme auparavant, l'actionneur est associé à deux onduleurs, qui sont chacun reliés aux phases de l'un des bobinages. Un calculateur pilote celui des onduleurs qui alimente le bobinage actif, l'autre bobinage étant alors passif. L'arbre 2 est équipé d'un capteur de position angulaire 30, qui permet au calculateur de connaître la position angulaire du rotor, et donc d'adapter ses consignes en fonction de cette information. Comme dans l'exemple précédent, en cas de défaillance du capteur de position 30, le bobinage inactif est utilisé pour recomposer une information de position angulaire du rotor. A cet effet, on observe les courants et/ou les tensions dans ces phases en raison de la rotation du rotor, et on en déduit la position angulaire de celui-ci. En référence maintenant à la figure 3, l'actionneur dispose, comme dans le premier exemple, de deux moteurs électriques 10 et 20, mais il ne dispose d'aucun capteur de position angulaire de l'arbre. Ici, de façon systématique, le calculateur utilise le bobinage inactif pour en déduire une information de position angulaire du rotor du moteur dont le bobinage est actif. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'un actionneur électromécanique comportant un arbre rotatif (2) et au moins deux bobinages statoriques (10,20 ;53,54) adaptés à faire tourner au moins un rotor (11,21 ;51) lié en rotation à l'arbre, le procédé comportant l'alimentation d'un bobinage appelé bobinage actif pour faire tourner le rotor, l'autre bobinage étant alors inactif, caractérisé en ce que le procédé comporte la détermination d'une information de position angulaire du rotor par observation de courants et/ou de tensions dans le bobinage non actif, et l'utilisation de cette information pour piloter le bobinage actif. 2. Procédé selon la revendication 1, pour un actionneur comportant au moins un capteur de position angulaire (30) du rotor ou d'une partie tournante liée en rotation au rotor, comportant l'utilisation d'une information de position angulaire issue du capteur de position angulaire lors d'un fonctionnement nominal de l'actionneur, et l'utilisation d'une information de position angulaire issue de l'observation des courants dans le bobinage inactif en cas de défaillance du capteur de position angulaire. 3. Dispositif d'actionnement électromécanique comportant au moins un actionneur électromécanique à au moins deux bobinages adaptés à faire tourner au moins un rotor, au moins un onduleur pour alimenter sélectivement l'un des bobinages appelé bobinage actif, et un calculateur pour générer des consignes à destination de l'onduleur en fonction d'une information de position angulaire du rotor, caractérisé en ce que le calculateur comporte des moyens pour déterminer l'information de position angulaire du rotor par observation de courants et/ou de tensions dans le bobinage non actif.