FR2470475A1 - DC motor fault monitoring circuit - has tachogenerator connected to adder and two comparators connected by gate to flip=flop - Google Patents

Abstract

The fault monitoring system for a d.c. motor includes a tachogenerator (TG) coupled with the motor (DCM). A control signal (SPC) is applied to an adding stage (AD) connected by an amplifier (AMP) with connections across the motor. The tachogenerator is connected back to the adder. A reference signal (A) is applied to the motor with a connection (Vr1) to a comparator (CMP1) and a signal (B) corresponding to the motor speed is connected to a second comparator (COMP2). Both comparators are connected by a gate (G1) to a flip flop (FF1). When a fault is indicated by the tachogenerator, an alarm signal is given by the flip flop. The system can be used for a motor rotated in either direction.

Description

La présente invention concerne un système de détection d'anomalie pour un dispositif de commande de moteur à courant continu qui fait fonctionner un moteur à courant continu à une vitesse de rotation conforme à un signal de vitesse de consigne. The present invention relates to an abnormality detection system for a DC motor controller that operates a DC motor at a rotational speed in accordance with a target speed signal.

Si dans un dispositif de commande de moteur à courant continu du type dans lequel une génératrice tachymétrique ou un détecteur de vitesse analogue est accouplé à un moteur à courant continu pour commander ce moteur conformément à un signal de différence entre un signal de vitesse de rotation du moteur à courant continu, provenant du détecteur de vitesse, et un signal de vitesse de consigne pour ce moteur, afin de faire fonctionner le moteur à courant continu à une vitesse de rotation qui correspond au signal de vitesse de consigne, il n'appa raît pas de signal de vitesse de rotation, du fait d'une panne du détecteur de vitesse, le signal de différence précité n'apparaît pas, si bien que la vitesse de rotation du moteur à courant continu s'élève anormalement,ce qui entraîne un emballement du moteur, et peut également faire apparaître un défaut dans une charge qui est entraînée par le moteur à courant continu. If in a DC motor control device of the type in which a tachogenerator or similar speed sensor is coupled to a DC motor for controlling the motor in accordance with a difference signal between a rotational speed signal of the DC motor, from the speed sensor, and a target speed signal for this motor, in order to operate the DC motor at a rotational speed which corresponds to the target speed signal, it does not appear no rotational speed signal, due to a failure of the speed sensor, the aforementioned difference signal does not appear, so that the rotational speed of the DC motor rises abnormally, resulting in a runaway motor, and may also cause a fault in a load that is driven by the DC motor.

L'invention a pour but de détecter une anomalie du détecteur de vitesse qui est accouplé à un moteur à courant continu, pour empêcher l'emballement de ce moteur. The purpose of the invention is to detect an anomaly of the speed sensor which is coupled to a DC motor, to prevent the engine from racing.

En résumé, conformément à l'invention, lorsqu'on détecte à la fois une tension à appliquer au moteur à courant continu et un signal de vitesse de rotation qui provient du détecteur de vitesse qui est accouplé au moteur à courant continu, on-décide que le moteur à courant continu fonctionne normalement, tandis que lorsqu'on détecte la présence de la tension appliquée au moteur à courant continu sans détecter le signal de vitesse de rotation, on décide que le moteur à courant continu fonctionne de façon anormale, et on déclenche un signal d'alarme. In summary, according to the invention, when both a voltage to be applied to the DC motor and a rotational speed signal which is derived from the speed detector which is coupled to the DC motor are detected, on-decided that the DC motor is operating normally, whereas when the presence of the voltage applied to the DC motor is detected without detecting the rotational speed signal, it is decided that the DC motor is operating abnormally, and triggers an alarm signal.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation de l'invention ; et
La figure 2 est un schéma synoptique qui représente la partie principale d'un autre mode de réalisation de l'invention.The invention will be better understood on reading the following description of embodiments, and with reference to the accompanying drawings in which:
Figure 1 is a block diagram of an embodiment of the invention; and
Fig. 2 is a block diagram showing the main part of another embodiment of the invention.

Dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 1, on utilise une configuration connue selon laquelle une génératrice tachymétrique TG est accouplée à un moteur à courant continu DCM,un signal de vitesse de consigne SPC et un signal de vitesse de rotation provenant de la génératrice tachymétrique TG sont appliqués à un additionneur AD qui donne un signal qui représente la différence entre les deux signaux appliqués, et le signal de sortie de l'additionneur AD est amplifié par un amplificateur AMP et est appliqué au moteur à courant continu
DCM pour faire tourner celui-ci à une vitesse de rotation conforme au signal de vitesse de consigne SPC.L'invention a pour but de détecter une anomalie de la génératrice tachymétrique TG en utilisant la tension qui est appliquée au moteur à courant continu DCM et le signal de vitesse de rotation qui provient de la génératrice tachymétrique
TG, faisant fonction de détecteur de vitesse. Dans ce but, un comparateur CMP1 compare une tension A destinée à être appliquée au moteur à courant continu DCM et une tension de référence constante Vrl, et un comparateur CMP2 compare un signal de vitesse de rotation B avec une tension de référence constante Vr2. Lorsqu'on a A > Vrl et B > Vr2, les signaux de sortie des comparateurs CMP1 et CMP2 sont tous deux à "1".De ce fait, le signal de sortie d'une porte G1 est à "0", si bien qu'une bascule FF1 demeure dans son état initial dans lequel elle est restaurée par un signal de restauration rst, et un signal d'alarme arm qui apparaît sur une borne de sortie Q est à "0", ce qui indique l'état normal.In the embodiment shown in FIG. 1, a known configuration is used according to which a tachogenerator TG is coupled to a DCM motor DCM, a target speed signal SPC and a rotational speed signal from the tachogenerator TG is applied to an adder AD which gives a signal which represents the difference between the two applied signals, and the output signal of the adder AD is amplified by an amplifier AMP and is applied to the DC motor
DCM for rotating the latter at a rotational speed in accordance with the SPC target speed signal. The invention aims to detect an anomaly of the tachogenerator TG using the voltage that is applied to the DCM motor DCM and the rotational speed signal that comes from the tachometer generator
TG, acting as a speed detector. For this purpose, a comparator CMP1 compares a voltage A intended to be applied to the DC motor DCM and a constant reference voltage Vrl, and a comparator CMP2 compares a rotation speed signal B with a constant reference voltage Vr2. When A> Vrl and B> Vr2, the output signals of the comparators CMP1 and CMP2 are both "1" .Thus, the output signal of a gate G1 is "0", so that a flip-flop FF1 remains in its initial state in which it is restored by a reset signal rst, and an armed alarm signal which appears on an output terminal Q is at "0", which indicates the normal state .

Lorsqu'apparaît un défaut dans la génératrice tachymétrique TG, et lorsque cette dernière ne fournit plus le signal de vitesse de rotation B, on a A > Vrl et B < Vr2, si bien que les comparateurs CMP1 et CMP2 fournissent respectivement des signaux de sortie "S" et "0". De ce fait, le signal de sortie de la porte G1 passe à "1", ce qui positionne la bascule FF1, et fait passer à "1" le signal d'alarme arm qui apparat sur la borne de sortie Q, ce qui déclenche la détection d'anomalie. Il est souhaitable de choisir les tensions Vrl et Vr2 de façon qu'à l'état normal le signal de sortie du comparateur CMP1 passe à "1" au moins après le passage à "1" du signal de sortie du comparateur CMP2. When a fault occurs in the tachogenerator TG, and when the latter no longer provides the rotational speed signal B, we have A> Vrl and B <Vr2, so that the comparators CMP1 and CMP2 respectively provide output signals. "S" and "0". As a result, the output signal of the gate G1 goes to "1", which sets the flip-flop FF1, and changes to "1" the armed alarm signal which appears on the output terminal Q, which triggers anomaly detection. It is desirable to choose the voltages Vrl and Vr2 so that in the normal state the output signal of the comparator CMP1 goes to "1" at least after the passage to "1" of the output signal of the comparator CMP2.

On vient de décrire le mode de réalisation cidessus en considérant le cas dans lequel le moteur à courant continu DCM tourne dans un seul sens, mais lorsque ce moteur peut tourner aussi bien en sens avant qu'en sens arrière, on utilise des circuits de détection d'anomalie respectifs pour la rotation en sens avant et pour la rotation en sens arrière. The above embodiment has just been described considering the case in which the DCM DC motor rotates in one direction, but when this motor can rotate both in the forward direction and in the reverse direction, detection circuits are used. of respective anomalies for forward rotation and reverse rotation.

La figure 2 représente sous forme synoptique la partie principale d'un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel on utilise un convertisseur de niveau LVC pour amener le niveau de la tension A qui est appliquée au moteur à courant continu à une valeur égale au niveau du signal de vitesse de rotation B qui provient de la génératrice tachymétrique. Après conversion de niveau de la tension A, le signal de sortie A' du convertisseur est appliqué à un additionneur AD1 pour effectuer l'addition A'+(-B), après quoi le signal de sortie de l'additionneur est appliqué à un circuit de calcul de valeur absolue ABS, par l'intermédiaire d'un filtre qui est formé par une résistance R et un condensateur C.Du fait que le signal de sortie de l'additionneur AD1 devient positif ou négatif en fonction du sens de rotation du moteur à courant continu, on transforme ce signal en un signal de polarité fixe à l'aide du circuit de calcul de valeur absolue ABS. Un comparateur CMP3 compare le signal de sortie du circuit de calcul de valeur absolue ABS et une tension de référence constante Vr, et lorsque la différence entre le signal de sortie A' du convertisseur de ni-veau LVC et le signal de vitessé de rotation B est élevée, c'est-à-dire lorsque le signal de vitesse de rotation B n'apparalt pas à cause d'un défaut dans la génératrice tachymétrique, le signal de sortie du comparateur CMP3 passe à "1" pour positionner une bascule FF2, ce qui fait passer à "1" un signal d'alarme arm. FIG. 2 is a schematic representation of the main part of another embodiment of the invention, in which a LVC level converter is used to bring the level of the voltage A applied to the DC motor to a value of equal to the level of the rotational speed signal B which comes from the tachogenerator. After level conversion of the voltage A, the output signal A 'of the converter is applied to an adder AD1 to effect the addition A' + (- B), after which the output signal of the adder is applied to a ABS absolute value calculation circuit, via a filter which is formed by a resistor R and a capacitor C.Du causes the output signal of the adder AD1 to become positive or negative depending on the direction of rotation of the DC motor, this signal is converted into a fixed polarity signal by means of the ABS absolute value calculation circuit. A comparator CMP3 compares the output signal of the absolute value calculation circuit ABS and a constant reference voltage Vr, and when the difference between the output signal A 'of the level converter LVC and the rotation speed signal B is high, ie when the rotational speed signal B does not appear due to a fault in the tachogenerator, the output signal of the comparator CMP3 changes to "1" to position a flip-flop FF2 , which makes an arm alarm signal "1".

Ce mode de réalisation n'utilise qu'un seul comparateur, bien que le moteur à courant continu tourne aussi bien en sens avant qu'en sens arrière. En outre, dans le cas où la génératrice tachymétrique engendre une tension alternative ou des impulsions de fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur à courant continu, au lieu de la tension continue proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur, on peut obtenir le signal de vitesse de rotation B en convertissant la tension alternative ou les impulsions en une tension continue, à l'aide d'un convertisseur. This embodiment uses only one comparator, although the DC motor rotates both forward and backward. Moreover, in the case where the tachogenerator generates an alternating voltage or frequency pulses proportional to the rotational speed of the DC motor, instead of the DC voltage proportional to the speed of rotation of the motor, it is possible to obtain the speed signal B by converting the alternating voltage or pulses into a DC voltage, using a converter.

Conformément à l'invention et à la description qui précède, dans un dispositif de commande de moteur à courant continu du type dans lequel un détecteur de vitesse est accouplé à un moteur à courant continu, on considère que la génératrice tachymétrique fonctionne normalement lorsqu'on détecte à la fois une tension d'alimentation du moteur à courant continu et un signal de vitesse de rotation provenant du détecteur de vitesse. D'autre part, lorsqu'apparaît une anomalie, comme par exemple une déconnexion de la génératrice tachymétrique, cette dernière ne fournit aucun signal de vitesse de rotation, ce qui fait apparaltre un signal d'alarme qui indique l'apparition d'une anomalie et qu'on utilise pour commander le moteur à courant continu de façon à éviter qu'il s'emballe. On peut effectuer cette commande de façon automatique ou manuelle. According to the invention and the foregoing description, in a DC motor control device of the type in which a speed sensor is coupled to a DC motor, it is considered that the tachogenerator operates normally when detects both a DC motor supply voltage and a rotational speed signal from the speed sensor. On the other hand, when an anomaly appears, such as a disconnection of the tachogenerator, the latter does not provide any rotational speed signal, which makes appear an alarm signal that indicates the appearance of an anomaly and that is used to control the DC motor so as to prevent it from racing. This command can be done automatically or manually.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention.  It goes without saying that many modifications can be made to the device described and shown, without departing from the scope of the invention.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Système de détection d'anomalie pour un dispositif de commande de moteur à courant continu dans lequel un moteur à courant continu est commandé conformément à un signal de différence entre un signal de vitesse de rotation qui provient d'un détecteur de vitesse accouplé au moteur à courant continu, et un signal de vitesse de consigne, de façon à faire tourner le moteur à courant continu à la vitesse de rotation qui est indiquée par le signal de vitesse de consigne ; caractérisé en ce que lorsqu'on détecte à la fois une tension appliquée au moteur à courant continu et le signal de vitesse de rotation qui provient du détecteur de vitesse, on considère que le fonctionnement du dispositif de commande de moteur à courant continu est normal; et lorsqu'on détecte la tension qui est appliquée au moteur à courant continu, sans détecter le signal de vitesse de rotation qui provient du détecteur de vitesse, on considère que le fonctionnement du dispositif de commande de moteur à courant continu est anormal, et on déclenche un signal d'alarme. An abnormality detection system for a DC motor controller in which a DC motor is driven according to a difference signal between a rotational speed signal from a speed sensor coupled to a a DC motor, and a set speed signal, for rotating the DC motor at the rotational speed indicated by the set speed signal; characterized in that when both a voltage applied to the DC motor and the rotational speed signal from the speed detector are detected, the operation of the DC motor controller is considered normal; and when the voltage applied to the DC motor is detected without detecting the rotational speed signal from the speed detector, it is considered that the operation of the DC motor controller is abnormal, and triggers an alarm signal. 2. Système de détection d'anomalie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un premier comparateur qui compare la tension qui est appliquée au moteur à courant continu et une tension de référence, et un second comparateur qui compare le signal de vitesse de rotation qui provient du détecteur de vitesse avec une tension de référence; et lorsque les signaux de sortie des premier et second comparateurs sont mutuellement égaux, on considère que le fonctionnement du dispositif de commande de moteur à courant continu est normal, tandis que lorsque les signaux de sortie des premier et second comparateurs sont mutuellement différents, on considère que le fonctionnement du dispositif de commande de moteur à courant continu est anormal, et on déclenche le signal d'alarme. An abnormality detection system according to claim 1, characterized in that it comprises a first comparator comparing the voltage applied to the DC motor and a reference voltage, and a second comparator comparing the DC signal. speed of rotation which comes from the speed detector with a reference voltage; and when the output signals of the first and second comparators are mutually equal, it is considered that the operation of the DC motor controller is normal, whereas when the output signals of the first and second comparators are mutually different, it is considered that that the operation of the DC motor controller is abnormal, and the alarm signal is triggered. 3. Système de détection d'anomalie selon la reven dication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un convertisseur de niveau qui convertit le niveau de la tension du moteur à courant continu, un circuit qui calcule la valeur absolue de la différence entre le signal de sortie du convertisseur de niveau et le signal de vitesse de rotation qui provient du détecteur de vitesse, et un comparateur qui compare le signal de sortie du circuit de calcul de valeur absolue avec une tension de référence; et lorsque le signal de sortie du circuit est supérieur à la tension de référence, on considère que le fonctionnement du dispositif de commande de moteur à courant continu est normal, tandis que lorsque le signal de sortie du circuit est inférieur à la tension de référence, on considère que le fonctionnement du dispositif de commande de moteur à courant continu est anormal, et on déclenche le signal d'alarme.  An abnormality detection system according to claim 1, characterized in that it comprises a level converter which converts the level of the voltage of the DC motor, a circuit which calculates the absolute value of the difference between the output signal of the level converter and the rotational speed signal which originates from the speed detector, and a comparator which compares the output signal of the absolute value calculation circuit with a reference voltage; and when the output signal of the circuit is greater than the reference voltage, it is considered that the operation of the DC motor control device is normal, whereas when the output signal of the circuit is lower than the reference voltage, it is considered that the operation of the DC motor control device is abnormal, and the alarm signal is triggered.