Brevet FR3155389A1 — publié le 20250516

Un système de commande (1) d’un palier magnétique (3, 4) est proposé. Le système de commande (1) comprend une boucle de commande (BR1) du palier magnétique, la boucle de commande comportant un nœud de commande maître (5) et au moins deux nœuds de commande esclave (6, 7) reliés en série par un premier bus (8) de données bidirectionnel dudit système, et un deuxième bus (9) de données bidirectionnel reliant entre eux les nœuds de commande (6, 7) situés aux extrémités de la boucle de commande. Le nœud de commande maître comprend des moyens d’émission (10). Figure 1 Système de commande d’un palier magnétique et procédé associé Domaine technique de l’invention La présente invention concerne la commande de paliers magnétiques. La présente invention concerne plus particulièrement un système de commande d’un palier magnétique comprenant des nœuds de commande et un procédé de commande du palier magnétique. Etat de la technique antérieur Un système de commande de palier magnétique peut reposer sur une architecture de type distribuée comprenant un module de commande « maître » et des modules de commande « esclave » reliés au module de commande « maître » par des bus de données pour former une boucle de commande du palier magnétique cadencé par le module de commande « maître ». Chaque nœud de commande « esclave » pilote de manière indépendante un convertisseur de puissance contrôlant un axe d’asservissement différent du palier, notamment à partir de données générées par des capteur du palier magnétique. Un premier bus de données relie en série le module de commande « maître » et les modules de commande « esclave » entre eux, et un deuxième bus de données relie le module de commande « maître » au module de de commande « esclave » situé à l’extrémité de la boucle de commande. Cependant, lorsqu’un bus est défaillant, par exemple lorsque les fils du bus sont coupés entre deux nœuds de commande esclave adjacents, les données transitant sur ledit bus ne sont plus acheminées à l’ensemble des nœuds de commande esclave, entraînant pas exemple une désynchronisation des nœuds de commande esclave susceptible de dégrader le fonctionnement du palier magnétique. Il est donc proposé de pallier à tout ou partie de ces inconvénients en améliorant la fiabilité du système de commande de palier magnétique. Au vu de ce qui précède, l’invention propose un procédé de commande de palier magnétique par une boucle de commande comprenant un premier bus de données bidirectionnel reliant en série un nœud de commande maître et au moins deux nœuds de commande esclave, et un deuxième bus de données bidirectionnel reliant entre eux lesdits nœuds de commande situés aux extrémités de la boucle de commande, chaque nœud de commande esclave pilotant un axe d’asservissement différent du palier magnétique. Le procédé comprend : • l’émission d’une première trame de données par le nœud de commande maître à travers le premier bus de données ; et • l’émission d’une deuxième trame de données par le nœud de commande maître à travers le deuxième bus de données, les première et deuxième trames étant identiques. Par « axe d’asservissement du palier », on entend l’axe qui est défini par deux bobines diamétralement opposées du stator du palier magnétique. Malgré la défaillance de l’un des premier ou deuxième bus de données bidirectionnel, le palier magnétique est piloté par la boucle de commande. De préférence, chaque trame de données comprend autant d’emplacements prédéterminés que de nœuds de commande esclaves et maître, chaque emplacement prédéterminé étant associé à un nœud de commande esclave ou maître de sorte que chaque nœud de commande esclave ou maître connaît l’adresse de l’emplacement prédéterminé associé audit nœud, chaque trame comprenant une succession de bits, l’émission de la première trame comprenant l’émission successive des bits de ladite trame et l’émission de la deuxième trame comprenant l’émission successive des bits de ladite trame. Avantageusement, le procédé comprend en outre pour chaque nœud esclave et maître, l’écriture de données dudit nœud dans les bits associés à l’emplacement prédéterminé dudit nœud dans les première et deuxième trames. De préférence, chaque trame de données comprend des données d’asservissement des nœuds de commande esclaves. Avantageusement, le premier bus de données et le deuxième bus de données sont des bus synchrones. Il est également proposé un système de commande d’un palier magnétique comprenant une boucle de commande du palier magnétique, la boucle de commande comportant un nœud de commande maître et au moins deux nœuds de commande esclave reliés en série par un premier bus de données bidirectionnel dudit système, et un deuxième bus de données bidirectionnel reliant entre eux les nœuds de commande situés aux extrémités de la boucle de commande. Le nœud de commande maître comprend des moyens d’émission configuré pour : • émettre une première trame de données à travers le premier bus de données, et. • émettre une seconde trame de données à travers le second bus de données. Avantageusement, chaque trame de données comprend autant d’emplacements prédéterminés que de nœuds de commande esclaves et maître, chaque emplacement prédéterminé étant associé à un nœud de commande esclave ou maître de sorte que chaque nœud de commande esclave ou maître connaît l’adresse de l’emplacement prédéterminé associé audit nœud, chaque trame comprenant une succession de bits, les moyens d’émission étant configurés pour émettre successivement les bits de de la première trame à travers le premier bus de données et pour émettre successivement les bits de de la deuxième trame à travers le premier bus de données. De préférence, chaque nœud de commande esclave et maître comprend des moyens d’écriture configurés pour écrire des données dudit nœud dans les bits associés à l’emplacement prédéterminé dudit nœud dans les première et deuxième trames. Avantageusement, le nœud de commande maître comprend un nœud de commande esclave. De préférence, chaque nœud de commande esclave est configuré pour piloter ledit palier magnétique indépendamment d’autres nœuds de commande esclave. Brève description des figures D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 illustre un exemple d’un système de commande d’un palier magnétique de type distribué selon l’invention ; et FIG. 2 illustre un exemple de mise en œuvre du système de commande d’un palier magnétique suite à la détection d’une défaillance selon l’invention. Description détaillée de l’invention On se réfère à la FIG. 1 qui illustre un exemple d’un système de commande 1 d’un palier magnétique pilotant un dispositif 2 comportant des paliers magnétiques. De manière connue en soi, le dispositif 2 comprend un stator 2a et un rotor 2b placé dans le stator 2a. Le stator 2a comprend deux paliers magnétiques 3, 4 disposés aux extrémités du stator 2a. Chaque palier magnétique 3, 4 comprend des bobines réparties uniformément dans le sens circonférentiel du côté interne du stator 2a, deux bobines diamétralement opposées étant reliées entre elles de manière à être alimentées simultanément par un convertisseur de puissance électrique. Deux bobines statoriques diamétralement opposées définissent un axe d’asservissement du palier magnétique et permettent de piloter cet axe. Le système de commande 1 de type distribué comprend une boucle de commande BR1 comprenant un nœud de commande maître 5, un premier nœud de commande esclave 6 relié au nœud de commande maître 5 et un deuxième nœud de commande esclave 7 relié au premier nœud de commande esclave 5. Le nœud de commande maître 5 peut par exemple être situé à une extrémité de la boucle de commande BR1. En variante, le nœud de commande maître 5 peut être situé ailleurs dans la boucle de commande BR1. Le nœud de commande maître 5 peut comprendre un nœud de commande esclave. Les nœuds de commande maître 5 et esclave 6, 7 sont reliés entre eux par un premier bus de données bidirectionnel 8. Un deuxième bus de données bidirectionnel 9 relie le nœud de commande maître 5 et le deuxième nœud de commande esclave 7. Les nœuds de commande esclave 6, 7 sont cadencés par le nœud de commande maître 5. Le premier et le deuxième bus de données 8, 9 forment un anneau de communication. Le premier bus de données 8 et le deuxième bus de données 9 sont par exemple des bus synchrones. Le nœud de commande maître 5 comprend des moyens d’émission 10, des moyens d’écriture 11 et des moyens de lecture 12. Chaque nœud de commande esclave 6, 7 est relié au premier bus 6 de données et au deuxième bus 7 de données. Le premier nœud de commande esclave 6 est apte à commander un premier palier magnétique 3 et le deuxième nœud de commande esclave 7 est apte à commander le deuxième palier magnétique 3. Le premier nœud de commande esclave 6 est relié aux bobines du premier palier magnétique 3 et le deuxième nœud de commande esclave 7 est relié aux bobines du deuxième palier magnétique 3. Chaque nœud de commande esclave 6, 7 comprend des moyens de lecture 13, 14, des moyens d’écriture 15, 16 et des moyens d’émission 17, 18. Bien entendu, le système 1 peut comprendre plus de deux nœuds de commande esclave pour piloter le dispositif 2. Il suffit de rajouter un nœud de commande esclave supplémentaire par palier magnétique, le nœud supplémentaire étant relié en série à un nœud adjacent. Lorsqu’aucun des premier et deuxième bus de données 8, 9 n’est défaillant, les moyens d’émission 10 du nœud de commande maître 5 émettent une première trame TR1 de données à travers le premier bus 8 de données et une deuxième trame TR2 de données à travers le deuxième bus 9 de données, les première et deuxième trames TR1, TR2 étant identiques. Les première et deuxième trames TR1, TR2 sont émises simultanément ou séquentiellement. Chaque trame TR1, TR2 comprend une succession de bits émis successivement par les moyens d’émission 10. Chaque trame TR1, TR2 de données comprend autant d’emplacements prédéterminés que de nœuds de commande esclaves 6, 7 et nœud maître 5. Chaque emplacement prédéterminé est associé à un nœud de commande esclave 6, 7 de sorte que chaque nœud de commande esclave 6, 7 connaît l’adresse de l’emplacement prédéterminé associé audit nœud 6,7. En l’espèce, chaque trame TR1, TR2 comprend trois emplacements. On suppose qu’un premier emplacement de chaque trame TR1, TR2 est destiné à contenir des données du nœud maître 5, un deuxième emplacement de chaque trame TR1, TR2 est destiné à contenir des données du premier nœud de commande esclave 6 et un troisième emplacement de chaque trame TR1, TR2 est destiné à contenir des données du deuxième nœud de commande esclave 7. Les données des nœuds de commande esclaves 6, 7 comprennent des données d’asservissement desdits nœuds. Lors de l’émission de chaque trame TR1, TR2, les moyens d’écriture 11 du nœud maître 5 écrivent les données du nœud maître 5 dans le premier emplacement de chaque trame TR1, TR2. Lorsque le premier nœud de commande esclave 6 reçoit la première trame TR1, les moyens de lecture 13 du premier nœud de commande esclave 6 peuvent lire les données du nœud maître 5 stockées dans le premier emplacement de la première trame TR1 et les moyens d’écriture 15 du premier nœud de commande esclave 6 écrivent les données du premier nœud de commande esclave 6 dans le deuxième emplacement de la première trame TR1. Lorsque le deuxième emplacement de la première trame TR1 est complété, les moyens d’émission 17 du premier nœud de commande esclave 6 émettent la première trame TR1 à travers le premier bus 8. Lorsque le deuxième nœud de commande esclave 7 reçoit la première trame TR1, les moyens de lecture 14 du deuxième nœud de commande esclave 7 peuvent lire les données du nœud maître 5 et les données du premier nœud de commande esclave 6 stockées dans les premier et deuxième emplacements de la première trame TR1 et les moyens d’écriture 16 du deuxième nœud de commande esclave 7 écrivent les données du deuxième nœud de commande esclave 7 dans le troisième emplacement de la première trame TR1. Lorsque le troisième emplacement de la première trame TR1 est complété, les moyens d’émission 18 du deuxième nœud de commande esclave 7 émettent la première trame TR1 à travers le deuxième bus 9. La première trame TR1 comprenant les trois emplacements stockant les données des nœuds 5, 6, 7 est réceptionné par le nœud maître 5 et lu par les moyens de lecture 12 du nœud de commande maître 5. Lorsque le deuxième nœud de commande esclave 7 reçoit la deuxième trame TR2, les moyens de lecture 14 du deuxième nœud de commande esclave 7 peuvent lire les données du nœud maître 5 stockées dans le premier emplacement de la deuxième trame TR2 et les moyens d’écriture 15 du deuxième nœud de commande esclave 7 écrivent les données du deuxième nœud de commande esclave 7 dans le troisième emplacement de la deuxième trame TR2. Lorsque le troisième emplacement de la deuxième trame TR2 est complété, les moyens d’émission 18 du deuxième nœud de commande esclave 7 émettent la deuxième trame TR2 à travers le premier bus 8. Lorsque le premier nœud de commande esclave 6 reçoit la deuxième trame TR2, les moyens de lecture 13 du premier nœud de commande esclave 8 peuvent lire les données du nœud maître 5 et les données du deuxième nœud de commande esclave 7 stockées dans les premier et troisième emplacements de la deuxième trame TR2 et les moyens d’écriture 15 du premier nœud de commande esclave 6 écrivent les données du premier nœud de commande esclave 6 dans le deuxième emplacement de la deuxième trame TR2. Lorsque le deuxième emplacement de la deuxième trame TR2 est complété, les moyens d’émission 17 du deuxième nœud de commande esclave 6 émettent la deuxième trame TR2 à travers le premier bus 8. La deuxième trame TR2 comprenant les trois emplacements complétés par les nœuds 5, 6, 7 est réceptionné par le nœud maître 5. Les deux trames TR1, TR2 réceptionnées par chaque nœud 5, 6, 7 permettent de partager rapidement l’ensemble des données desdits nœuds à chaque nœud du système 1. La FIG. 2 illustre un exemple de mise en œuvre du système 1 suite à la détection d’une défaillance de l’un des bus de données 8, 9. On suppose que les fils du premier bus 6 sont coupés (représenté par une croix) entre le premier et le deuxième nœuds de commande esclave 6, 7. La première trame TR1 complétée par les moyens d’écriture 11 du nœud de commande maître 5 et émise par les moyens 10 dudit nœud est réceptionnée par le premier nœud de commande esclave 6. Les moyens de lecture 13 du premier nœud de commande esclave 6 peuvent lire les données du nœud maître 5 stockées dans le premier emplacement de la première trame TR1 et les moyens d’écriture 15 du premier nœud de commande esclave 6 écrivent les données du premier nœud de commande esclave 6 dans le deuxième emplacement de la première trame TR1. Les moyens d’émission 17 du premier nœud de commande esclave 6 émettent la première trame TR1 complétée sur le premier bus 8. Comme le premier bus 8 est coupé entre le premier et le deuxième nœuds de commande esclave 6, 7, la première trame TR1 complétée est réceptionnée par le nœud de commande maître 5, lut par les moyens de lecture 12 du nœud de commande maître 5 et transmise par les moyens d’émission 10 du nœud de commande maître 5 sur le deuxième bus 9. Les moyens de lecture 14 du deuxième nœud de commande esclave 7 peuvent lire les données du premier nœud de commande esclave 6 et du nœud de commande maître 5. La deuxième trame TR2 complétée par les moyens d’écriture 11 du nœud de commande maître 5 et émise par les moyens 10 dudit nœud est réceptionnée par le deuxième nœud de commande esclave 7. Les moyens de lecture 14 du deuxième nœud de commande esclave 7 peuvent lire les données du nœud maître 5 stockées dans le premier emplacement de la deuxième trame TR2 et les moyens d’écriture 16 du deuxième nœud de commande esclave 7 écrivent les données du deuxième nœud de commande esclave 7 dans le troisième emplacement de la deuxième trame TR2. Comme le premier bus 8 est coupé entre le premier et le deuxième nœuds de commande esclave 6, 7, les moyens d’émission 18 du deuxième nœud de commande esclave 7 émettent la deuxième trame TR2 complétée sur le deuxième bus 9. La deuxième trame TR2 complétée est réceptionnée par le nœud de commande maître 5, lu par les moyens de lecture 12 du nœud de commande maître 5 et transmise sur le premier bus 8. Les moyens de lecture 13 du premier nœud de commande esclave 6 peuvent lire les données du deuxième nœud de commande esclave 7 et du nœud de commande maître 5. Le nœud de commande maître 5, et les premier et deuxième nœuds de commande esclave 6, 7 reçoivent l’ensemble des données transmises par la boucle de commande BR1 malgré la défaillance du premier bus 8, de sorte que l’ensemble des nœuds de commande maître 5 et esclave 6, 7 pilotent le palier magnétique. Malgré la défaillance de la boucle de commande BR1, les paliers magnétiques 3, 4 continuent à fonctionner. Les première et deuxième trames TR1, TR2 sont émises simultanément ou séquentiellement. Procédé de commande de palier magnétique (3, 4) par une boucle de commande (BR1) comprenant un premier bus (8) de données bidirectionnel reliant en série un nœud de commande maître (5) et au moins deux nœuds de commande esclave (6, 7), et un deuxième bus (9) de données bidirectionnel reliant entre eux lesdits nœuds de commande (5, 7) situés aux extrémités de la boucle de commande, chaque nœud de commande esclave (6, 7) pilotant un axe d’asservissement différent du palier magnétique, caractérisé en ce le procédé comprend : l’émission d’une première trame (TR1) de données par le nœud de commande maître (5) à travers le premier bus (8) de données; et l’émission d’une deuxième trame (TR2) de données par le nœud de commande maître (5) à travers le deuxième bus (9) de données, les première et deuxième trames étant identiques. Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque trame de données comprend autant d’emplacements prédéterminés que de nœuds de commande esclaves et maître (5, 6, 7), chaque emplacement prédéterminé étant associé à un nœud de commande esclave ou maître de sorte que chaque nœud de commande esclave ou maître connaît l’adresse de l’emplacement prédéterminé associé audit nœud, chaque trame comprenant une succession de bits, l’émission de la première trame (TR1) comprenant l’émission successive des bits de ladite trame et l’émission de la deuxième trame (TR2) comprenant l’émission successive des bits de ladite trame. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre pour chaque nœud esclave et maître (5, 6, 7), l’écriture de données dudit nœud dans les bits associés à l’emplacement prédéterminé dudit nœud dans les première et deuxième trames (TR1, TR2). Procédé selon l’une quelques des revendications précédentes, dans lequel chaque trame (TR1, TR2) de données comprend des données d’asservissement des nœuds de commande esclaves (6, 7). Procédé selon l’une quelques des revendications précédentes, dans lequel le premier bus de données (8) et le deuxième bus de données (9) sont des bus synchrones. Système de commande (1) d’un palier magnétique (3, 4) comprenant une boucle de commande (BR1) du palier magnétique, la boucle de commande comportant un nœud de commande maître (5) et au moins deux nœuds de commande esclave (6, 7) reliés en série par un premier bus (8) de données bidirectionnel dudit système, et un deuxième bus (9) de données bidirectionnel reliant entre eux les nœuds de commande (6, 7) situés aux extrémités de la boucle de commande, caractérisé en ce que le nœud de commande maître comprend des moyens d’émission (10) configuré pour : • émettre une première trame (TR1) de données à travers le premier bus (8) de données, et • émettre une deuxième trame (TR2) de données à travers le second bus (9) de données. Système selon la revendication 6, dans lequel chaque trame (TR1, TR2) de données comprend autant d’emplacements prédéterminés que de nœuds de commande esclaves et maître (5, 6, 7), chaque emplacement prédéterminé étant associé à un nœud de commande esclave ou maître de sorte que chaque nœud de commande esclave ou maître connaît l’adresse de l’emplacement prédéterminé associé audit nœud, chaque trame comprenant une succession de bits, les moyens d’émission étant configurés pour émettre successivement les bits de de la première trame à travers le premier bus (8) de données et pour émettre successivement les bits de de la deuxième trame à travers le premier bus (8) de données. Système selon la revendication 7, dans lequel chaque nœud de commande esclave et maître (5, 6, 7) comprend des moyens d’écriture (11, 15, 16) configurés pour écrire des données dudit nœud dans les bits associés à l’emplacement prédéterminé dudit nœud dans les première et deuxième trames (TR1, TR2). Système selon l’une des revendications 6 à 8, dans lequel le nœud de commande maître (5) comprend un nœud de commande esclave. Système selon l’une des revendications 6 à 9, dans lequel chaque nœud de commande esclave (6, 7) est configuré pour piloter ledit palier magnétique (3, 4) indépendamment d’autres nœuds de commande esclave.