FR2475312A1

FR2475312A1 - Switching transistor protection circuit for DC low inertia motor - uses four switching transistors and compares motor power with that transistor to limit max. starting current

Info

Publication number: FR2475312A1
Application number: FR8002512A
Authority: FR
Inventors: Jean-Pierre Lacouture
Original assignee: LM ELECTRONIQUE SA
Current assignee: LM ELECTRONIQUE SA
Priority date: 1980-02-01
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1981-08-07

Abstract

Four switching transistor units are driven from a single control circuit which is itself fed from a phase shifting circuit. The power threshold handled by any one transistor is compared with that of the motor, obtained from an isolated series resistance in the motor supply. The output is used to limit the max. starting current as a function of the motor. The circuit comprises a motor speed reference, an error detection and measurement device, an operational amplifier for amplifying the errors and an oscillator. The oscillator is coupled to a pulse generator. Safety devices control the low voltage power to the motor. The circuit uses two auxiliary voltages of + 8v and -8v to improve switching.

Description

L'invention a pour objet un dispositif de sécurité et de contrôle pour variateur de vitesse 9 découpage i transistors pour moteur i courant continu à faible inertie notamment. The subject of the invention is a safety and control device for a 9-speed switching device, in particular transistors for low-inertia DC motors.

;'objet de l'invention se rattache notamment aux secteurs techniques de la production, conversion ou distribution de l'énergie électrique ; de la commande des moteurs, générateurs ou convertisseurs électriques ; des circuits de protection de sécurité ; de la variation électronique de vitesse. The object of the invention relates in particular to the technical sectors of production, conversion or distribution of electrical energy; the control of electric motors, generators or converters; safety protection circuits; electronic speed variation.

On rappelle d'une manière connue, que pour commander les moteurs & courant continu 9 faible coefficient de self-induction, on peut utiliser une technique à découpage utilisant des transistors de puissance. Le découpage s'effectue à fréquence fixe, mais de valeurs différentes selon la puissance et les caractéristiques du moteur choisi. It is recalled in a known manner, that to control the DC motors 9 low coefficient of self-induction, one can use a switching technique using power transistors. The cutting is done at a fixed frequency, but with different values depending on the power and characteristics of the chosen motor.

On note également que selon le sens de rotation du moteur et le couple fourni, on distingue les quatre quadrants de fonctionnement dudit moteur. Note also that according to the direction of rotation of the motor and the torque provided, there are four operating quadrants of said motor.

;'intér8t de l'utilisation d'une fréquence fixe et élevée (plusieurs kilo Hertz) permet notamment :
- Une réponse rapide à des changements de consigne de vitesses en raison du choix du moteur (faible inertie) et faible inductance. I1 n'est donc pas nécessaire d'avoir uneself de lissage A condition d'avoir une alimentation et une fréquence de découpage bien adaptées au moteur choisi.the advantage of using a fixed and high frequency (several kilo Hertz) allows in particular:
- Fast response to speed setpoint changes due to motor choice (low inertia) and low inductance. It is therefore not necessary to have some smoothing provided a power and a switching frequency well adapted to the chosen motor.

- Une très grande stabilité de la vitesse à tous les régimes du moteur. - Very high speed stability at all engine speeds.

- Aux très basses vitesses, la forme du courant traversant le moteur, est pratiquement continue. I1 n'apparait pas d'à-coups sur l'arbre moteur dus i un fonctionnement par impulsionscomme sur un variateur travaillant directement en synchronisme sur le réseau (variateur de vitesse à thyristors). At very low speeds, the shape of the current flowing through the motor is practically continuous. It does not appear jerkily on the motor shaft due to pulse operation as on a drive working directly in synchronism on the network (thyristor speed controller).

- Le moteur débitant son couranshominal aux très basses vitesses, ne chauffe pas car le facteur de forme est très bon. En fonctionnement quatre quadrants, pour un affichage de vitesse quasiment nul, le moteur fonctionne à circulation de courants opposés dont la résultante est nulle. La fréquence élevée de commutation, conjuguée avec la self du circuit, confèrent au système la qualitd du facteur de forme. - The motor running at its very low speed, does not heat because the form factor is very good. In operation four quadrants, for a virtually zero speed display, the motor runs with opposite currents whose resultant is zero. The high switching frequency, coupled with the circuit's self, gives the system the quality of the form factor.

- Lors des démarrages du moteur, les appels de courant sont très limités (sensiblement égaux å 2 fois le courant/nominal), le moteur atteint sa vitesse d'une manière très souple et régla ble. importante
- La diminution/ des étincelles dues aux balais lors des régimes transitoires, le courant étant toujours inférieur au courant de démarrage fixé,
Toutefois, la mise en oeuvre de cette technique & découpage à transistors de puissance, s'avère très délicate. Il s'avère nécessaire de respecter scrupuleusement l'aire de sécurité des transistors de puissance, même pour des durées inférieures à la micro-seconde.- When starting the motor, the current draws are very limited (approximately equal to 2 times the current / nominal), the motor reaches its speed in a very flexible and adjustable way. important
- the reduction / sparks due to the brushes during transient conditions, the current always being lower than the fixed starting current,
However, the implementation of this technique & power transistor cutting, proves very delicate. It is necessary to scrupulously respect the safety area of the power transistors, even for durations below the microsecond.

Cette exigence implique des contrôles rigoureux du courant et de la tension,nécessitant l'emploi de réseaux d'aide à la commutation et de circuits de sécurité très fiables qui font l'objet des caractéristiques de l'invention. This requirement involves rigorous checks of the current and voltage, requiring the use of switching assistance networks and very reliable safety circuits which are the subject of the characteristics of the invention.

D'autre part, pour obtenir, comme indiqué précédemment, un courant continu correct dans le moteur, sans l'aide d'une inductance de lissage, il faut travailler avec une tension d'alimentation la plus faible possible, compatible avec des vitesses et un couple maximum souhaités. Le freinage en deux ou quatre quadrants restitue de l'énergie au réseau, et peut conduire à surdimensionner les transistors de puissance qui sont soumis à une tension qui, aux pleines vitesses, nécessiterait de doubler la tenue en tension des transistors. On the other hand, to obtain, as indicated previously, a correct direct current in the motor, without the aid of a smoothing inductance, it is necessary to work with a supply voltage as low as possible, compatible with speeds and a maximum desired torque. The braking in two or four quadrants restores energy to the network, and can lead to oversize the power transistors which are subjected to a voltage which, at full speeds, would require doubling the voltage withstand of the transistors.

Selon l'invention, pour remédier à ces inconvénients et parvenir au but fixé, on utilise une alimentation de puissance régulée avec contrôle de dépassement en tension lors de la restitution de l'énergie au réseau. On améliore également la fiabilité. According to the invention, in order to overcome these drawbacks and to achieve the fixed goal, a regulated power supply with voltage overshoot control is used when the energy is restored to the network. It also improves reliability.

Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description. These and other features will be apparent from the rest of the description.

Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés. To fix the object of the invention, without limiting it, in the accompanying drawings.

La figure 1 montre la chaîne d'asservissement du variateur de vitesse a/coupage à transistors avec le dispositif de sécurité et de contrôle selon l'invention La figure 2 est un schéma dlectrique de principe d'un demi-module de puissance avec le dispositif de contrôle des tensions auxiliaires de chaque transistor et de la tension d'alimentation générale de la carte de commande ;
La figure 3 est un schéma synoptique connu de la boucle de régulation de courant avec en parallèle les différents circuits de sécurité et de contrôle des courants notamment, et qui correspondent aux figures 3A, 3B et 3C. FIG. 1 shows the servocontrol chain of the variable-speed variable speed drive with the safety and control device according to the invention. FIG. 2 is a basic electrical diagram of a half-power module with the device. controlling the auxiliary voltages of each transistor and the general supply voltage of the control card;
FIG. 3 is a known block diagram of the current regulation loop, in parallel with the various safety and current control circuits in particular, and which correspond to FIGS. 3A, 3B and 3C.

Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative, en se référant aux exemples des schémas électriques des figures des dessins. In order to make more concrete the object of the invention, it is now described in a non-limiting manner, with reference to the examples of the electrical diagrams of the figures of the drawings.

On voit figure 1, que d'une manière connue, la chaîne d'asservissement du variateur découpage à transistors, comprend essentiellement une consigne de vitesse A, une mesure et détection d'erreur de vitesse 3, une amplification d'erreurs C et un oscillateur D couplé avec un générateur de créneaux E, (cet ensemble constituant la boucle de régulation de courant), les dispositifs F de sécurité et de contrôle de l'alimentation basse tension et du courant moteur, un drivers G de commande 1-2-4 quadrants du moteur M avec les transistors de puissances TA-UB- TA1eB1 . FIG. 1 shows that, in a known manner, the servo-control chain of the transistor-cut-off converter essentially comprises a speed setpoint A, a measurement and detection of a speed error 3, an amplification of errors C and a oscillator D coupled with a slot generator E, (this assembly constituting the current regulation loop), the devices F for safety and control of the low-voltage power supply and the motor current, a control drivers G 1-2- 4 quadrants of motor M with power transistors TA-UB-TA1eB1.

On rappelle que l'on veut fiabiliser la commutation des transistors de puissance en faisant usage de circuits d'aide å la commutation, qui ont pour but d'obtenir des temps de commutation ouverture, fermeture du transistor, très faibles (de l'ordre de la micro-seconde) pour des tensions et des courants commutés de 340V - 40A i 80A. It will be recalled that it is desired to make the switching of the power transistors more reliable by making use of switching assistance circuits, the purpose of which is to obtain switching times for opening, closing the transistor, very low (of the order micro-second) for switched voltages and currents from 340V-40A to 80A.

Le schéma de principe (connu) de la commutation, est montré en partie figure 2. D'une manière importante, le circuit met en oeuvre deux tensions d'alimentation auxiliaire +8V et -8V, ce qui améliore la commutation. On rappelle brièvement, pour une meilleure compréhension de la description, le fonctionnement de la commutation, eu égard à chaque demi-module de puissance (MP). The circuit diagram (known) of the switching is shown in Figure 2. Importantly, the circuit implements two + 8V and -8V auxiliary supply voltages, which improves switching. Briefly, for a better understanding of the description, the operation of the switching with respect to each half-power module (MP) is briefly described.

Quand on applique une tension de +8V sur la borne a, le transistor ?2 se sature, tandis que le transistor T3 se bloque. When a voltage of + 8V is applied to the terminal a, the transistor 2 becomes saturated while the transistor T3 is blocked.

On injecte dans la base du transistor de puissance T , un courant dont la valeur est fonction de la résistance R sous V ; le transistor TA se sature ; l'inductance LI retarde légèrement l'établissement du courant dans le transistor TA, alors que la tension collecteur-émetteur VcEO de TA décrort très rapidement en vue de la limitation de la puissance lors de l'établissement du courant.The current is injected into the base of the power transistor T whose value is a function of the resistance R under V; the transistor TA saturates itself; the inductance LI slightly delays the establishment of the current in the transistor TA, while the collector-emitter voltage VcEO of TA decays very rapidly in order to limit the power during the establishment of the current.

L'énergie de self de l'inductance Li est dissipée dans la résistance R2 au lieu d'être dissipée par le transistor TA. The self energy of the inductor Li is dissipated in the resistor R2 instead of being dissipated by the transistor TA.

Lorsqu'on envoie -8V sur la borne a, le transistor T2
se bloque, tandis que le transistor T3 se sature. Le courant dans
la base de DA s'inverse (dévient négatif) et est contrôlé par
l'inductance 12 ; en même temps la tension VcEO du transistor
TA augmente et charge le condensateur C1.When sending -8V to terminal a, transistor T2
hangs, while the transistor T3 saturates. The current in
the base DA reverses (deviates negative) and is controlled by
the inductor 12; at the same time the voltage VcEO of the transistor
TA increases and charges the capacitor C1.

Suivant une caractéristique de l'invention, le contrôle
permanent de toutes les tensions +8V et -8V, relatives a' chaque
transistor, s'effectue au moyen d'un relais REED RE. Ce relais
RE "colle" quand il a 16V (8V+8V) à ses bornes, et ttétoSbe" lors )que l'une des deux tensions n'est plus présente au moyen d'une
diode zener DZ montée en série avec la bobine du relais RE
et ceci pour chaque module (figure 2).According to a characteristic of the invention, the control
constant of all + 8V and -8V voltages, relating to each
transistor, is carried out by means of a relay REED RE. This relay
RE "glue" when it has 16V (8V + 8V) at its terminals, and ttétoSbe "when) one of the two voltages is no longer present by means of a
Zener diode DZ in series with RE relay coil
and this for each module (Figure 2).

On contrôle aussi le +12V et le -12V de l'alimentation
générale de la carte de commande aux bornes des deux ponts redres viseurs PR et PR1 (figure 2).We also control + 12V and -12V of the power supply
of the control board at the terminals of the two PR and PR1 visors (Figure 2).

ta présence du +8V et -8V définie ci-dessus, commande
un autre relais REED REi par l'intermédiaire des contacts re du
relais RE montés en serle avec la bobine du relais REi alimentée
en + et -12V. Quand les tensions -+8V et +12V sont présentes, les )relais EK et REl sont alimentés ; un contact rel du relais RE1
actionne un relais de puissance RE2 qui autorise l'alimentation
de la Haute-Tension ; la fermeture du relais RE2 est retardée par
rapport à la fermeture du relais REî, au moyen par exemple d'un
circuit avec capacité C2 et transistor ?4. your presence of + 8V and -8V defined above, command
another relay REED REi via the contacts re du
RE relay mounted in serle with REi relay coil energized
in + and -12V. When the voltages - + 8V and + 12V are present, the relays EK and RE1 are energized; a relay RE1 relay contact
actuates a RE2 power relay that allows power
High-tension; RE2 relay closure is delayed by
relative to the closing of relay REI, for example by means of a
circuit with capacitance C2 and transistor? 4.

i Par contre, lorsque l'une des tensions +8V et/ou ±12V
manquent, le relais REED RE1 retombe, interdisant ainsi la mise
sous tension de la puissance. En effet, si le + 8V est absent, le
relais REED HE n'est pas alimenté, comme on l'a vu ci-dessus,
interdisant ainsi le "collage" de ER1, les contacts re restant en position ouverte.i On the other hand, when one of the voltages + 8V and / or ± 12V
the relay REED RE1 falls, thus prohibiting the
power on. Indeed, if the + 8V is absent, the
relay REED HE is not powered, as we saw above,
thus prohibiting the "sticking" of ER1, the contacts remaining in the open position.

De même, lorsque l'une des deux tensions + 12V n'est plus
présente, le relais RE1 "retombe" au moyen de la diode zener DZ1
(figure 2) et coupe les modules de puissance MP.Similarly, when one of the two + 12V voltages is no longer
present, the relay RE1 "falls back" by means of the zener diode DZ1
(Figure 2) and cuts the MP power modules.

Suivant une autre caractéristique, et comme le montre la figure 3, on réalise parallèlement & la boucle de régulation de
courant, différents circuits de sécurité et de contrôle des cou
rants notamment.According to another characteristic, and as shown in FIG. 3, the control loop of
current, different circuits of safety and control of the neck
in particular.

Cette boucle comprend, d'une manière connue, un amplifi
cateur tachymétrique AT avec sa correction d'erreurs par poten
tiomètre P1, le potentiomètre Po atténuant ou amplifiant les valeurs de la tension tachymétrique. On lui soustrait la tension de consigne de vitesse A ainsi que le courant I, le tout étant amplifié par l'amplificateur d'erreur C. Le règlage de la stabilité s'opère par action sur le potentiomètre P2 avec capacité en boucle. Cette tension est comparée à une dent de scie générée par l'oscillateur D. On obtient des signaux de commande que l'on multiplexe au moyen du circuit de déphasage CD composé de quatre
portes NAND. A la sortie des portes NAND, les quatre signaux 1,
2, 3 et 4 attaquent des photo-coupleurs, et après remise en )forme, attaquent les modules de puissance tels que celui illus tré figure 2.Comme indiqué précédemmentirsque l'une des deux tensions t 12 V n'est plus présente, le relais REl en retombant ouvre un de ses contacts repos re2 en série avec les portes NAND ce qui a pour conséquence de bloquer les dites portes NAND de commande (figure 3).This loop comprises, in a known manner, an amplification
tachometer AT with its error correction by poten
tiometer P1, the potentiometer Po attenuating or amplifying the values of the tachometric voltage. It subtracts the speed setpoint voltage A and the current I, the whole being amplified by the error amplifier C. The stability adjustment is effected by action on the potentiometer P2 with loop capacitance. This voltage is compared to a sawtooth generated by the oscillator D. Control signals are obtained which are multiplexed by means of the four-phase CD shift circuit.
NAND doors. At the exit of the NAND gates, the four signals 1,
2, 3 and 4 attack photocouplers, and after refitting, attack the power modules such as the one illustrated in Figure 2. As indicated previously if one of the two voltages t 12 V is no longer present, the REl reluctant relay opens one of its rest contacts re2 in series with the NAND doors which has the effect of blocking said NAND control doors (Figure 3).

D'une manière intéressante, la boucle de courant n'agit qu'au delà d'un certain courant, c'est-à-dire lors d'un changement de régime de vitesse, la réponse du moteur M peut être au maximum du courant que peut supporter chaque module de puissance et est règlable. On envoie directement l'échelon, et ce par les deux diodes zener DZ2 et DZ3 (figure 3). In an interesting way, the current loop acts only beyond a certain current, that is to say during a change of speed regime, the response of the motor M can be at the maximum of current that can support each power module and is adjustable. The step is sent directly via the two zener diodes DZ2 and DZ3 (FIG. 3).

Selon l'invention, le dispositif de sécurité et de contrôle des courants, comprend quatre circuits, indépendants de la boucle de régulation de courant. According to the invention, the safety and current control device comprises four circuits, independent of the current regulation loop.

figure 3A, on redresse le courant traversant le moteur, on le compare à un seuil correspondant à la puissance des transistors
TA, TA1 > TB et TB1 et qui limite le courant de démarrage maximum déterminé en fonction du moteur M. D'une manière connue, la mesure du courant s'effectue au moyen d'une résistance R isolée galvaniquement )en série avec le moteur M.FIG. 3A, the current flowing through the motor is rectified, it is compared with a threshold corresponding to the power of the transistors
TA, TA1> TB and TB1 and which limits the maximum starting current determined according to the motor M. In a known manner, the measurement of the current is carried out by means of a resistor R electrically isolated) in series with the motor Mr.

Le signal du courant redressé en b est envoyé dans la borne (-) d'un amplificateur opérationnel AO que l'on compare à un seuil souhaité, règlable par le potentiomètre P3. Dès que le courant atteint la valeur affichée, il apparait une impulsion négative que 1'
Son met en forme au moyen d'un mono stable MO qui donne un signal négatif dont la largeur d'impulsion est une fraction du signal dela carte de régulation. Ce signal de sortie vient à la borne des portes de commande NAND des modules de puissance.The signal of the current rectified in b is sent into the terminal (-) of an operational amplifier AO which is compared to a desired threshold, adjustable by the potentiometer P3. As soon as the current reaches the displayed value, it appears a negative pulse that 1 '
It is shaped by means of a stable mono MO which gives a negative signal whose pulse width is a fraction of the signal of the regulation board. This output signal comes to the terminal of the NAND control gates of the power modules.

Figure 3b, (sécurité thermique3 comme précédemment, le courant redressé en b est envoyé dans la borne (-) d'un amplificateur opé rationnel .AOl que l'on compare au moyen d'un potentiomètre P4, à un seuil de surcharge thermique correspondant à la puissance no miole du moteur M. Cette impulsion est intégrée par le condensateur C3 qui se décharge à chaque impulsion de dépassement, cette décharge étant détectée par l'amplificateur opérationnel A02 monté en comparateur avec seuil fixe. La sortie du comparateur A02 attaque une bascule 5 du type RS qui verrouille la puissance au moyen d'une sortie p reliée par une diode D1 en série avec une diode zener DZ4 et un transistor T5, à la borne g des portes de commande des modules de puissance.Une diode luminescente D2 signale le défaut de surcharge. 3b, (thermal safety3 as above, the rectified current in b is sent into the (-) terminal of an operational amplifier .AO1 which is compared by means of a potentiometer P4, at a corresponding thermal overload threshold This pulse is integrated by the capacitor C3 which discharges at each pulse of overflow, this discharge being detected by the operational amplifier A02 mounted in a comparator with a fixed threshold. flip-flop 5 of the RS type which locks the power by means of an output p connected by a diode D1 in series with a zener diode DZ4 and a transistor T5, to the terminal g of the control gates of the power modules. A light-emitting diode D2 indicates the overload fault.

Figure 3C (sécurité maximum ou absolue : dépassement du courant à la valeur du courant de démarrage) ; quand tout se déroule normalement, ce circuit de sécurité n'intervient pas. Le courant de démarrage, ou un courant d'intensité supérieure au courant de démarrage, est détecté par le circuit de la figure 3B décrit précédemment. Figure 3C (maximum or absolute safety: current exceeded at the value of the starting current); when everything goes smoothly, this safety circuit does not come into play. The starting current, or a current of intensity greater than the starting current, is detected by the circuit of Figure 3B described above.

Toutefois, si pour une raison ou une autre, le circuit de la figure 3B est défaillant, ce circuit de sécurité absolue intervint. Il comprend un amplificateur opérationnel A03 dont l'entrée (-) est reliée à la borne b, tandis que l'entrée (+) reçoit un signal T fixé par un potentiomètre P5 alimenté en 12V et relié au potentiomètre P3 relatif à l'amplificateur opérationnel AO (figure 3A). -
La sortie de l'amplificateur opérationnel A03 attaque une bascule 6 du type RS qui coupe la puissance au moyen d'une sortie 47 reliée comme la sortie R s à la borne g des portes de commande, au moyen d'une diode D3 en série avec la diode zener DZ4 et le transistor T5. Tant que le défaut n'est pas réparé, il est impossible de remettre en route. Une diode luminescente D4 signale le défaut de surcharge.However, if for one reason or another, the circuit of FIG. 3B is faulty, this absolute safety circuit intervenes. It comprises an operational amplifier A03 whose input (-) is connected to the terminal b, while the input (+) receives a signal T fixed by a potentiometer P5 supplied with 12V and connected to the potentiometer P3 relative to the amplifier AO (Figure 3A). -
The output of the operational amplifier A03 drives a flip-flop 6 of the RS type which cuts the power by means of an output 47 connected as the output R s to the terminal g of the control gates, by means of a diode D3 in series. with zener diode DZ4 and transistor T5. As long as the fault is not repaired, it is impossible to restart. A light-emitting diode D4 signals the overload fault.

Suivant une autre caractéristique, chaque module de puissance tel que celui illustré figure 2, comporte un système de contrôle du courant. En effet, si le courant dans chaque transistor de puissance est excessif, celui-ci risque- de se désaturer . Le circuit contrôlant la ssturifion correcte de chaque transistor de puissance TA, TA1 TB, TB1 comprend essentiellement en parallèle sur les transistors T2 et T3 etle transistor de puissance correspondant, deux autres transistors T6 et T7 et nne diode zener DZ5 (figure 2). Si la tension collecteur-émetteur, de l'un des tran sistors de puissance dépasse 2,4 V > le transistor se bloque instantanément. En effet, si cette tension est égale à la tension de zener, les transistors T2 et T3, T6, T7 et TA se bloquent pendant la période. According to another characteristic, each power module such as that illustrated in FIG. 2 comprises a current control system. Indeed, if the current in each power transistor is excessive, it may de-saturate. The circuit controlling the correct ssturifion of each power transistor TA, TA1 TB, TB1 comprises essentially in parallel on the transistors T2 and T3 and the corresponding power transistor, two other transistors T6 and T7 and zne zener diode DZ5 (Figure 2). If the collector-emitter voltage of one of the power transistors exceeds 2.4 V, the transistor instantaneously blocks. Indeed, if this voltage is equal to the zener voltage, transistors T2 and T3, T6, T7 and TA lock during the period.

L'invention est notamment utilisée pour l'alimentation à couple cnnstant de moteurs à courant continu à excitation séparée ou à aimants permanents pour la commande par exemple de machinesoutils. The invention is in particular used for the current-torque supply of DC motors with separate excitation or permanent magnets for controlling, for example, machine tools.

Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne, en plus des avantages énoncés dans le préambule que l'utilisation d'une alimentation de puissance régulée permet en outre une adaptation directe aux réseaux triphasés 220V et 380V plus neutre, ce qui supprime les transformateurs d'alimentation et ne déséquilibre pas les réseaux. The advantages are apparent from the description, in particular it is emphasized, in addition to the advantages stated in the preamble that the use of a regulated power supply also allows direct adaptation to three-phase networks 220V and 380V more neutral, which eliminates power transformers and does not unbalance the networks.

L'invention ne se limite aucunement à celui de ces modes d' application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ces diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. The invention is in no way limited to that of these modes of application, nor to those of the embodiments of these various parts which have more especially been indicated; on the contrary, it embraces all variants.

Claims

REVEND I CAT IONSCLASS I CAT IONS

- 1 - Dispositif de sécurité et de contrôle pour variateur de vitesse à découpage à transistors pour moteurs à courant continu à faible inertie notamment, et dont la chai'ne d'asservissement comprend essentiellement une consigne de vitesse (A), une mesure et détection d'erreur de vitesse (B), une amplification dierreur (C), un oscillateur (D) couplé avec un générateur de créneaux (E), un drivers (G) de commande un-deux-quatre quadrants du moteur (M) avec les transistors de puissance (TA), (Te), (TA1) et (Te1), caractérisé en ce qutil comprend une alimentation'de puissance régulée avec contrôle de dépassement en tension lors de la restitution de l'énergie au réseau, et différents circuits de sécurité et de contr8le du courant moteur, agissant sur un circuit de déphasage (CD), relatif à la boucle de régulation de courant, et commandant les modules de puissance (MP) assurant la commutation des transistors (TA), Te), (TA1) et (Te1) - 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque demimodule de puissance (MP) met en oeuvre deux tensions d'alimentation auxiliaire + 8V et - 8V, pour améliorer la commutation, ces tensions étant contrôlées d'une manière permanente par un relais REED (RE) qui "colle" quand il a 16V à ses bornes et décolle lorsque l'une des deux tensions n'est plus présente au moyen d'une diode zener (DZ) montée en série avec la bobine du relais (RE) - 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la présence du +8V et -8V commande un autre relais REED (RE1) par l'intermédiaire des contacts (re) du relais (RE) montés en série avec la bobine du relais (REi) alimentée entre le + et -12V de l'alimentation générale de la carte, un contact (re1) du relais (RE1) actionne un relais de puissance temporisé (RE2) qui autorise l'alimentation de la haute-tension ;; les relais (RE) et (RE1) sont excités quand les tensions + 8V et + 12V sont présentes, le relais (RE "retombant" si l'une des dites tensions manque, interdisant ainsi la mise sous tension de la puissance - 4 - Dispositif selon les revendications 1 et 3 ensemble où la mesure du courant s'effectue notamment par une résistance isolée galvaniquement, en série avec le moteur (M) caractérisé en ce que le courant traversant le moteur M est redressé et comparé à un seuil correspondant à la puissance des transistors (TA), (TA1), (TB) et (Te1) et qui limite le courant de démarrage maximum déterminé en fonction du moteur (M) - 5 - Dispositif selon les revendications 1 et 4 ensemble, caractérisé en ce qu'un premier circuit de sécurité et de contrôle du courant, comprend un amplificateur opérationnel (AO)dont l'entrée (-) est alimentée par le courant redressé qui est comparé à un seuil souhaité, réglable par un potentiomètre (P3) relié à l'entrée (+) dudit amplificateur (AO), dès que le courant atteint la valeur affichée, il apparaît une impulsion négative mise en forme par un monostable (MO) qui donne un signal négatif dont la largeur d'impulsion est une fraction du signal de la carte de régulation, ce signal de sortie venant à borne (d) ) des portes de commandes NAND (CD) des modules de puissance - 6 - Dispositif selon les revendications 1 et 4 ensemble, caractérisé en ce qu'un second circuit de sécurité et de contrôle du courant, comprend un amplificateur opérationnel (AO1) dont l'entrée (-) est alimentée par le courant redressé qui est comparé au moyen diun potentiomètre (P4) relié à la borne (+) de l'amplificateur (Aol), à un seuil de surcharge thermique correspondant à la puissance nominale du moteur (M) ; cette impulsion est intégrée par un condensateur (C3) dont la décharge, à chaque impulsion de dépassement, est détectée par un amplificateur opérationnel (A02) monté en comparateur avec seuil fixe ; la sortie du comparateur (AD2) attaque une bascule (5) du type RS qui verrouille la puissance au moyen diune sortie (/3) reliée indiFec- tement à la borne (d ) des portes de commandes (CD) des modules de puissance.- 1 - Safety and control device for a transistors switching speed variator for DC motors with low inertia in particular, and whose servocontrol chain essentially comprises a speed reference (A), a measurement and detection of speed error (B), a driver amplification (C), an oscillator (D) coupled with a slot generator (E), a control drivers (G) of one-two-four quadrants of the motor (M) with the power transistors (TA), (Te), (TA1) and (Te1), characterized in that it comprises a regulated power supply with voltage overshoot control during the restitution of the energy to the network, and different motor current safety and control circuits, acting on a phase shift circuit (CD), relating to the current regulation loop, and controlling the power modules (MP) switching the transistors (TA), Te), (TA1) and (Te1) - 2 - Device according to the revenge 1, characterized in that each power demodulator (MP) implements two + 8V and -8V auxiliary supply voltages to improve switching, these voltages being permanently controlled by a REED relay (RE) which "sticks" when it has 16V at its terminals and takes off when one of the two voltages is no longer present by means of a zener diode (DZ) connected in series with the relay coil (RE) - 3 - Device according to claim 2, characterized in that the presence of the + 8V and -8V controls another relay REED (RE1) via the contacts (re) of the relay (RE) connected in series with the relay coil (REi) energized between the + and -12V of the general power supply of the card, a contact (re1) of the relay (RE1) activates a timed power relay (RE2) which authorizes the supply of the high-voltage; the relays (RE) and (RE1) are energized when the + 8V and + 12V voltages are present, the relay (RE "falling" if one of the said voltages is missing, thus preventing the power from being switched on - 4 - Device according to claims 1 and 3 together wherein the measurement of the current is carried out in particular by a galvanically isolated resistor, in series with the motor (M) characterized in that the current flowing through the motor M is rectified and compared to a threshold corresponding to the power of the transistors (TA), (TA1), (TB) and (Te1) and which limits the maximum starting current determined according to the motor (M) - 5 - Device according to claims 1 and 4 together, characterized in that a first safety and current control circuit comprises an operational amplifier (AO) whose input (-) is supplied by the rectified current which is compared with a desired threshold, adjustable by a potentiometer (P3) connected to the input (+) of said amplificat (AO), as soon as the current reaches the displayed value, it appears a negative pulse shaped by a monostable (MO) which gives a negative signal whose pulse width is a fraction of the signal of the regulation board, this output signal coming from terminal (d)) of the NAND (CD) control doors of the power modules - 6 - Device according to claims 1 and 4 together, characterized in that a second circuit for safety and control of the current , comprises an operational amplifier (AO1) whose input (-) is supplied by the rectified current which is compared by means of a potentiometer (P4) connected to the terminal (+) of the amplifier (Aol), to a threshold of thermal overload corresponding to the rated power of the motor (M); this pulse is integrated by a capacitor (C3), the discharge of which, at each passing pulse, is detected by an operational amplifier (A02) mounted as a comparator with a fixed threshold; the output of the comparator (AD2) drives a rocker (5) of the RS type which locks the power by means of an output (/ 3) connected indirectly to the terminal (d) of the control gates (CD) of the power modules.

- 7 - Dispositif selon les revendications 1, 4, 5 et 6 ensemble, caractérisé en ce qu'un troisième circuit de sécurité et de contrôle du courant, comprend un amplificateur opérationnel (A03) dont l'entrée (-) est alimentée par le courant redressé, tandis que l'entrée (+) reçoit un signal ( ) fixé par un potentiomètre (P5) alimenté en 12V et relié au potentiomètre (P3) relatif à llampli- ficateur opérationnel (AO) ; la sortie de l'amplificateur opérationnel (A03) attaque une bascule (6) du type RS qui coupe la puissance au moyen d'une sortie ( # ) reliée indirectement à la borne (d ) des portes de commande (CD) des modules de puissances - 8 - Dispositif selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 4, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que chaque module de puissance comporte une protection en courant individuelle au moyen notamment d'une diode zener (DZ5) et de deux transistors (T6) et (T7) qui contrôlent la saturation correcte de chaque transistor de puissance. - 7 - Device according to claims 1, 4, 5 and 6 together, characterized in that a third safety circuit and current control, comprises an operational amplifier (A03) whose input (-) is supplied by the current rectified, while the input (+) receives a signal () fixed by a potentiometer (P5) supplied with 12V and connected to the potentiometer (P3) relative to the operational amplifier (AO); the output of the operational amplifier (A03) drives an RS-type flip-flop (6) which cuts the power by means of an output (#) connected indirectly to the terminal (d) of the control gates (CD) of the modules of The device as claimed in claim 1 and any one of claims 4, 5, 6 and 7, characterized in that each power module comprises an individual current protection by means in particular of a zener diode (DZ5) and two transistors (T6) and (T7) that control the correct saturation of each power transistor.

- 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle de courant comprend deux diodes zener (DZ2) et (DZ3) pour envoyer directement un signal "échelon" à liamplificateur d'erreur (C). Apparatus according to claim 1, characterized in that the current loop comprises two zener diodes (DZ2) and (DZ3) for directly sending a "step" signal to the error amplifier (C).