FR2657735A1 - Dispositif de commande de l'alimentation electrique d'un moteur pas a pas et moteur pas a pas equipe d'un tel dispositif. - Google Patents

Dispositif de commande de l'alimentation electrique d'un moteur pas a pas et moteur pas a pas equipe d'un tel dispositif. Download PDF

Info

Publication number
FR2657735A1
FR2657735A1 FR9000913A FR9000913A FR2657735A1 FR 2657735 A1 FR2657735 A1 FR 2657735A1 FR 9000913 A FR9000913 A FR 9000913A FR 9000913 A FR9000913 A FR 9000913A FR 2657735 A1 FR2657735 A1 FR 2657735A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
transistor
phase
phases
motor
conduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9000913A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2657735B1 (fr
Inventor
Loncle Jean-Pierre
Pournain Michel
Andre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive France SAS
Original Assignee
Siemens Automotive SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FR9000913A priority Critical patent/FR2657735B1/fr
Application filed by Siemens Automotive SA filed Critical Siemens Automotive SA
Priority to ES91902406T priority patent/ES2064993T3/es
Priority to PCT/EP1991/000149 priority patent/WO1991011851A1/fr
Priority to US07/916,135 priority patent/US5304910A/en
Priority to EP91902406A priority patent/EP0511990B1/fr
Priority to DE69105718T priority patent/DE69105718T2/de
Priority to KR1019920701775A priority patent/KR920704408A/ko
Publication of FR2657735A1 publication Critical patent/FR2657735A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2657735B1 publication Critical patent/FR2657735B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/24Arrangements for stopping
    • H02P8/30Holding position when stopped
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/107Safety-related aspects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Le dispositif comprend des transistors (T1, T2, T3, T4 ) placés chacun en série avec une des phases (PHI1, PHI2, PHI3, PHI4) du stator du moteur pour en commander l'alimentation par une source d'énergie électrique (+VB A T ). Des moyens (D1, D2, D3, D4 ) sont prévus pour détecter la mise hors conduction simultanée de toutes les phases et pour commander alors la remise en conduction d'une des phases (PHI4), par une commande appropriée d'un transistor (T5), de manière à bloquer le rotor avec un couple de maintien prédéterminé établi par cette phase. Ainsi, en cas de panne de la commande des phases du moteur, le rotor reste sensiblement immobile même s'il est soumis à l'action d'un couple parasite ou résistant. Application à un moteur de commande du papillon des gaz d'un moteur à combustion interne.

Description

La présente invention est relative à un dispositif de commande de l'alimentation électrique d'un moteur pas à pas et, plus particulièrement, à un tel dispositif conçu pour un moteur pas à pas dont le stator comprend une pluralité de phases placées chacune en série avec une source d'énergie électrique et un transistor de commande de l'alimentation électrique de cette phase, l'alimentation des phases étant commandée séquentiellement et cycliquement pour faire tourner pas à pas le rotor du moteur. L'invention est aussi relative à un moteur pas à pas équipé d'un tel dispositif.
Lorsque toutes les phases d'un tel moteur pas à pas cessent d'être alimentées, son rotor cesse de tourner et doit normalement s'arrêter sur la dernière position commandée. C'est le cas en particulier si l'arbre moteur n'est soumis à aucun couple d'origine extérieure, ou si ce couple est inférieur au "moment de détente" du moteur pas à pas. Ce moment de détente, dû à un effet de réluctance, correspond au couple qu'il faut appliquer à l'arbre moteur pour le faire tourner de manière continue, en l'absence d'excitation des enroulements et d'autre couple d'origine extérieure sur cet arbre.
Si le couple d'origine extérieure est supérieur au moment de détente, la coupure, accidentelle ou provoquée, de l'alimentation des phases du stator est suivie d'une rotation du rotor jusqu a une position définie, par exemple, par une butée.
On envisage actuellement une commande d'un actionneur tel que le papillon de réglage de l'admission d'air d'un moteur à combustion interne propulsant un véhicule automobile, à l'aide d'un moteur pas à pas.
A cet égard, on connaît de la demande de brevet français n"8806363 du 11 mai 1988, déposée au nom de
BENDIX ELECTRONICS SA, un dispositif de commande du papillon d'admission d'air d'un moteur à combustion interne, qui comprend un moteur électrique dont le stator est couplé mécaniquement à une pédale d'accélérateur alors que le rotor de ce moteur est relié au papillon par un organe de couplage à friction. Une excitation du moteur provoque une rotation du rotor par rapport au stator, qui permet de réduire d'un angle prédéterminé l'ouverture du papillon, pour réguler la vitesse du véhicule ou, à la détection de l'imminence d'un patinage des roues, pour éviter ce patinage en réduisant le couple moteur fourni à ces roues.
Quand on envisage, comme dans la demande de brevet précitée, de corriger la position du papillon à l'aide d'un moteur, on observe qu'en cas de défaillance du moteur, un couple extérieur appliqué au papillon pourra modifier, de manière éventuellement erratique, la position de celui-ci. Un tel couple peut résulter, par exemple, de turbulences dans les tubulures d'admission d' air. Les variations erratiques de la position du papillon que l'on observe alors sont susceptibles d'affecter gravement la stabilité du régime du moteur. Dans une telle situation, il est souhaitable que le papillon reste à la position ajustée au moment de la panne, sa commande pouvant être ensuite assurée classiquement par la pédale d'accélérateur du véhicule, grâce au couplage mécanique de cette pédale au stator du moteur, comme décrit par exemple dans la demande de brevet précitée.
Pour atteindre ce résultat, on peut penser à insérer un organe de couplage à friction entre le papillon et une surface fixe de référence. Cet organe de couplage à friction est dimensioné pour introduire un couple de frottement supérieur au couple perturbateur qui peut être appliqué au papillon en cas de panne du moteur, et inférieur au couple délivré par ce moteur lorsque celui-ci fonctionne normalement. Cette solution n'est pas sans inconvénient. En effet le moteur doit vaincre un couple de frottement "sec" supplémentaire à chaque actionnement et doit donc être surdimensioné en conséquence.
Une seconde solution consiste à insérer un embrayage à friction à commande électromagnétique entre le papillon et un organe fixe de référence, cet embrayage étant actionné en cas de défaillance du moteur. Cette solution n'est pas non plus satisfaisante car une énergie importante est nécessaire pour maintenir un tel embrayage désacouplé, en période de fonctionnement normal.
Une solution similaire mais moins consommatrice d'énergie consiste à utiliser un embrayage électromagnétique à crabots. Cette solution présente elle aussi un inconvénient. Si on se réfère au dispositif décrit dans la demande de brevet précitée, on observe qu'un organe de couplage à friction est interposé entre le papillon et le rotor du moteur. Ainsi, lorsque le conducteur agit sur la pédale d'accélérateur pour modifier l'angle d'ouverture du papillon en proposant ainsi une valeur "de consigne" pour cet angle, ce couplage à friction permet effectivement la transmission de la consigne, du stator vers le papillon, par un glissement dans l'organe de couplage à friction, glissement provoqué par un couplage de deux butées solidaires respectivement du stator et de l'axe du papillon.L'interposition d'un embrayage électromagnétique à crabots, envisagée cidessus, interdit un tel glissement, nécessaire au rattrapage d'un écart éventuel de la position du papillon commandé par le moteur, par rapport à la consigne fixée par le conducteur.
La présent invention a donc pour but de réaliser un dispositif de commande de l'alimentation d'un moteur pas à pas propre à assurer le maintien en position du rotor du moteur en cas de coupure accidentelle de la commande des phases du moteur, malgé l'existence d'un couple extérieur parasite agissant sur ce rotor, ce dispositif ne présentant aucun des inconvénients mentionnés ci-dessus d'autres dispositifs utilisables à cet effet.
La présente invention a aussi pour but de réaliser un tel dispositif qui ne fasse pas appel à un couplage mécanique, et qui soit sans effet sur le fonctionnement normal du moteur et d'un organe actionné par ce moteur.
La présente invention a encore pour but de réaliser un tel dispositif qui autorise le rattrapage d'un écart entre cet organe et un organe définissant une position de consigne pour celui-ci.
La présente invention a également pour but de réaliser un tel dispositif autorisant une alimentation électrique en modulation de largeur d'impulsions des enroulements du moteur pas à pas.
On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la présente description, avec un dispositif de commande de l'alimentation électrique d'un moteur pas à pas, du type comprenant une pluralité d'interrupteurs commandant chacun l'alimentation par une source d'énergie électrique d'une phase du stator du moteur, ce dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend des moyens pour détecter la mise hors conduction simultanée de toutes les phases et des moyens excités par ces moyens de détection pour commander la remise en conduction d'une des phases, de manière à bloquer le rotor du moteur avec un couple de maintien prédéterminé établi par cette phase.
Suivant la présente invention, les moyens de commande de la remise en conduction de la phase génératrice du couple de maintien comprennent un transistor de maintien dont le circuit émetteur-collecteur est placé en série avec cette phase, en parallèle avec le circuit émetteur-collecteur du transistor qui commande normalement l'alimentation de ladite phase, les moyens de détection commandant la base du transistor de maintien.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, les moyens de détection sont constitués par une pluralité de diodes montées chacune entre une borne de sortie d'une phase du stator et une borne d'extrémité d'un pont diviseur dont le point milieu est connecté à la base du transistor de maintien, la pluralité de diodes constituant une porte logique câblée de fonction ET sensible à l'absence simultanée de courant dans toutes les phases pour établir sur le point milieu du pont diviseur une tension qui déclenche la mise en conduction du transistor de maintien et donc l'alimentation électrique de la phase de maintien à laquelle ce transistor est associé.
Suivant une variante du dispositif selon l'invention, plus particulièrement adaptée à une alimentation des phases du stator du moteur en modulation de largeur d'impulsions, un circuit de filtrage est interposé entre la sortie des moyens de détection et la base du transistor de maintien pour empêcher des déclenchements erratiques de la conduction du transistor de maintien.
D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation du dispositif suivant l'invention,
- la figure 2 représente des chronogrammes de l'alimentation des différentes phases du moteur pas à pas commandé par le dispositif suivant l'invention,
- la figure 3 est un graphe utile à l'explication de l'établissement du couple de maintien obtenu grâce au dispositif suivant l'invention,
- la figure 4 est un schéma d'un deuxième mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, et
- la figure 5 est un schéma d'un troisième mode de réalisation du dispositif suivant l'invention.
On sait qu'un moteur pas à pas, qu'il soit du type à aimant permanent, à réluctance variable ou d'un type résultant de la combinaison des deux types précédents, comprend un stator sur les pièces polaires duquel sont bobinés des enroulements divisés en plusieurs phases, quatre par exemple, qui sont alimentées indépendamment les unes des autres. Les enroulements successifs que l'on trouve sur la périphérie du stator appartiennent chacun à une phase prédéterminée, suivant un agencement qui se répète tous les quatre pas, dans le cas d'un bobinage à quatre phases (91, 2, 3, 4) tel que celui illustré à la figure 1 du dessin annexé. Dans la suite on désignera par "phase" un ensemble d'enroulements connectés en série.
Le passage du rotor du moteur dans plusieurs positions ou "pas" successifs s'obtient par une alimentation séquentielle de phases prédéterminées. On suppose que, classiquement, des interrupteurs constitués par exemple par des transistors de puissance (T1, T2, T3,
T4) commandent l'alimentation de chaque phase par une source d'énergie électrique +ABAT Une électronique de commande, qui peut être physiquement séparée du moteur ou incorporée à celui-ci, distribue des signaux de commande aux bases des transistors T1, T2, T3,T4, suivant une séquence répétitive prédéterminée. Les chronogrammes de la figure 2 illustrent, à titre d'exemple seulement, une telle séquence possible, très simple, d'excitation des phases par l'intermédiaire des bases de ces transistors.
Sur cette figure les niveaux 0 et 1 correspondent respectivement au blocage et à la conduction d'un transistor particulier. Ainsi, par exemple, pendant une étape A d'une séquence A-B-C-D d'états des transistors T1,
T2, T3, T4, les transistors T1 et T3 commandent l'alimentation des phases b1 et 3 tandis que les transistors T2 et T4, étant bloqués, empêchent l'alimentation des phases b2 et b4. La séquence A-B-C-D représentée à la figure 2 se répète tous les quatre pas, pour faire passer successivement le rotor du moteur aux positions N, N+1, N+2, N+3, la séquence se répétant ensuite pour qu'une nouvelle étape A amène le rotor à la position N+4, etc...
On sait aussi qu'un moteur pas à pas non alimenté oppose cependant à la rotation de son rotor un couple dit "de détente" résultant d'un effet de réluctance. On a représenté à la figure 3 ce couple de détente MR qui varie suivant des arcs de sinusoïde centrés sur des pas successifs tels que les pas N+2, N+3, N+4 repérés à la figure 2. Ce couple de détente est couramment de l'ordre de 10 à 15 % du couple délivré par le moteur, lorsque celui-ci est alimenté.
A la coupure de l'alimentation du moteur, ce couple est donc à même de s'opposer à une rotation du rotor si aucun couple parasite ou résistant n'est appliqué sur l'arbre du rotor ou si le couple ainsi appliqué est inférieur au couple MR.
Dans la pratique cependant, le moteur pas à pas constituant avec un organe mécanique couplé mécaniquement à son rotor, un "actionneur" qui doit vaincre des efforts appliqués à cet organe mécanique, il arrive souvent que celui-ci transmette au rotor un couple parasite ou résistant C R supérieur à MR . Si alors le moteur n'est pas alimenté, il y aura rotation du rotor. Une telle rotation modifiant la position de l'organe mécanique peut s'avérer dommageable, notamment quand la coupure de l'alimentation est accidentelle. Dans l'application décrite en préambule de la présente description à la commande du papillon d'admission d'air d'un moteur à combustion interne, une telle variation peut provoquer une brusque variation du régime du moteur.
Suivant la présente invention, en cas de panne de l'alimentation du moteur, on empêche le rotor de tourner en réalimentant une des phases dont l'alimentation avait été antérieurement coupée, cette alimentation étant réglée pour que la phase réalimentée oppose à la rotation du rotor un couple de maintien en position Mm (voir figure 3) qui dépasse tout couple parasite ou résistant CR qui pourrait autrement déplacer le rotor à partir de la position qu'il occupait au moment de la panne.
On se réfère à la figure 3, en supposant qu'au moment de la panne le rotor occupe une position angulaire comprise entre celles qui correspondent aux pas N+1 et
N+5. Si alors un couple inférieur à M R est appliqué au rotor par des agents extérieurs, le seul couple de détente M R du moteur suffit à s'opposer à tous déplacements du rotor.
Si, par contre, comme illustré à la figure 3, le couple C R est supérieur à MR, mais inférieur à Mm, le moteur pourra tourner sur quelques pas sous l'action du couple CR, mais seulement aussi longtemps que la position angulaire atteinte ne correspond pas aux points A ou B du graphe du couple de maintien établi par la phase 4, où ce couple atteint la valeur CR I1 est clair alors que le déplacement du rotor vers une position d'équilibre stable ne dépasse pas deux pas, dans un sens ou dans l'autre, deux maximums consécutifs de Mm étant séparés par quatre pas.Les moteurs pas à pas actuels atteignant couramment une résolution de plusieurs centaines de pas, le déplacement du rotor après la panne peut être limité à quelques degrés ce qui est suffisant dans beaucoup d'applications pour éviter de perturber sensiblement le système commandé par un actionneur mu par un tel moteur.
On revient au schéma de la figure 1 pour expliquer la structure et le fonctionnement du dispositif suivant l'invention. Comme on l'a vu plus haut, ce dispositif comprend des transistors T1, T2, T3, T4, le circuit émetteur-collecteur de chaque transistor étant connecté en série avec une phase b 2, 3, 4 respectivement, d'un moteur pas à pas, l'autre borne de la phase étant connectée à une source d'énergie électrique +VBAT
L'autre borne du circuit émetteur-collecteur de chacun des transistors est connectée à la masse ou à la borne VBAT d'une batterie constituant la source d'énergie électrique, comme c'est le cas lorsqu'un tel moteur fait partie d'un actionneur embarqué dans un véhicule automobile. Trois résistances Rl,R2,R3 sont connectées en série entre une ligne à +VBAT et une ligne à -VBAT. Quatre diodes D1, D2,
D3, D4 sont connectées respectivement entre une borne d'une phase #1, 2, 3, 4 respectivement commune avec le transistor T1, T2, T3, T4 associé, respectivement, et la borne commune aux résistances R1 et R2.Comme on le verra plus loin, ces quatre diodes ainsi connectées constituent des moyens de détection d'une absence simultanée de courant dans les phases g 2, b3, 4, cette absence étant significative, lorsque le moteur est alimenté, d'une défaillance d'une électronique de commande des transistors
T1, T2, T3, T4 (cette électronique de commande étant schématisée à la figure 1 par un bloc en trait interrompu).
Comme on l'a vu plus haut, l'électronique de commande peut être distincte du moteur pas à pas associé ou intégrée à ce moteur pas à pas. L'électronique de commande distribue des signaux de commutation aux bases des transistors T1, T2, T3, T4 pour bloquer ou débloquer sélectivement et séquentiellement ces transistors. Comme on l'a vu plus haut en liaison avec l'examen du chronogramme de la figure 2, où il apparaît que chaque phase est alimentée en tout ou rien, une absence simultanée d'alimentation des quatre phases est significative d'une panne de l'électronique de commande de cette alimentation.
Le dispositif suivant l'invention répond à une telle situation, détectée au moyen des diodes D1, D2, D3, D4 en provoquant la remise en conduction d'une des phases pour développer un couple de maintien du rotor dans la position atteinte à l'instant de la panne. Pour assurer cette remise en conduction, le dispositif est muni d'un cinquième transistor T5, dit "de maintien", le circuit émetteur-collecteur de ce transistor étant connecté entre la ligne à VBAT et la borne commune à l'une des phases et au transistor associé à cette phase, cette phase pouvant être choisie arbitrairement parmi les quatre phases disponibles.Dans le dispositif de la figure 1 on a choisi la phase b4. Toujours dans ce dispositif, le transistor T5 est du type NPN et une résistance R4 de réglage est montée sur son collecteur pour un but que l'on décrira plus loin.
En fonctionnement normal, au moins une des phases étant alimentée, par exemple la phase 1, le potentiel de cathode de la diode DI est égal à la tension collecteurémetteur VU EST du transistor T1 alors à saturation (de l'ordre de 1 volt environ) et l'anode de la diode D1 est alors à ce potentiel augmentée de la chute de tension de la jonction de D1 (0,6 volts environ) soit 1,6 volts environ. Ce potentiel, divisé par le pont diviseur R2, R3, établit sur la base du transistor T5 une tension inférieure au potentiel de déblocage du transistor T5 qui reste alors bloqué.
Si aucun des transistors ne conduit, les cathodes des diodes sont portées au potentiel +VBAT qui se retrouve sur les anodes des diodes et la division de cette tension +VBAT par le pont R2, R3 établit sur la base du transistor
T5 une tension supérieure à la tension de commutation à l'état passant du transistor T5, qui autorise alors la circulation d'un courant dans la phase b4. Ce courant peut être ajusté à l'aide de la résistance R4 pour que le moment de maintien maximum Mm établi par les enroulements de cette phase b4 soit supérieur au couple résistant maximum CR qui peut être appliqué au rotor du moteur, comme illustré à la figure 3.Comme on l'a vu plus haut, après détection de la panne de l'électronique de commande par les diodes D1, D2, D3, D4, le rotor du moteur ne peut plus se déplacer que dans un angle étroit d'une ouverture maximale égale à deux pas en valeur absolue, but essentiel fixé à la présente invention.
On remarquera que l'ensemble des diodes D1, D2, D3,
D4, est tel qu'il câble une fonction logique "ET" en ce que le déblocage du transistor T5 est assuré pour autant seulement que toutes les diodes soient connectées à des phases dans lesquelles ne circule aucun courant.
Pour des besoins de régulation en courant de l'alimentation du moteur, il peut être nécessaire d'alimenter les diverses phases de ce moteur en modulation de largeur d'impulsions (ou modulation PWM suivant la terminologie anglo-saxonne). On se reportera à cet égard aux chronogrammes de la figure 2, où l'on a représenté une telle commande en trait interrompu, appliqué au transistor
T2, à titre d'exemple, toutes les phases pouvant être ainsi commandées. En modulant le rapport cyclique d'une commande de période T on peut ajuster le courant moyen pendant les étapes B et C de la commande du transistor T2, à une valeur prédéterminée. Il en est de même pour les étapes de conduction des autres phases.Il faut alors filtrer la réponse des moyens de détection pour éviter qu'une absence de courant simultané dans les quatre phases, due à la commande en PWM de ces phases, ne déclenche la conduction du transistor T5 alors même que l'électronique de commande n'est sujette à aucune panne.
Pour ce faire (voir figure 1) une capacité C1 est connectée entre la base de T5 et la ligne à ~VBAT Cette capacité C1 constitue avec la résistance R2 un filtre dont on peut ajuster la constante de temps, en fonction notamment du rapport cyclique minimal de la commande PWM.
On remarquera que, lorsque le transistor T5 est conducteur, la résistance R4 et la résistance de la phase b4 créent un pont diviseur de tension. Suivant la valeur de la résistance R4, la tension sur la cathode de la diode D4 peut être alors suffisamment faible pour entraîner le blocage du transistor T5, ce qui entraîne l'application d'une tension +VBAT sur la cathode de la diode D4, et donc la mise en conduction du transistor T5 au bout d'un temps lié à la constante de temps du circuit de filtrage R2, C1.On établit ainsi une mise en conduction hachée de la phase b4, sous la commande du transistor T5, mise en conduction qui peut être satisfaisante car elle garantit le passage d'un courant moyen dans cette phase lié au rapport cyclique de cette commande hachée et au choix de la résistance R4, ce qui permet de régler la valeur du couple de maintien due à la phase 4.
Cependant, ce fonctionnement peut ne pas être considéré comme satisfaisant du fait que le couple moyen ainsi obtenu peut être insuffisant et du fait que le fonctionnement en mode haché du transistor T5 peut entraîner un échauffement de celui-ci dû aux pertes par commutation.
Le mode de réalisation du dispositif suivant l'invention représenté à la figure 4 permet d'empêcher le hachage du courant dans la phase 4, en période de maintien. Des repères identiques sur les figures 1 et 4 sont relatifs à des éléments ou organes identiques ou similaires. Le dispositif de la figure 4 se distingue essentiellement de celui de la figure 1 en ce qu'il comprend une diode D5 montée passante entre la borne commune à la résistance R4 et à la phase b4 et le collecteur du transistor T4, du type NPN dans l'exemple représenté, tout comme les autres transistors T1, T2, T3.
Cette diode D5 permet d'établir une distinction entre la commande de la phase b4 par le transistor T5 en période de maintien et la commande de cette phase par le transistor
T4, en fonctionnement normal. En effet, la phase 4 peut être commandée soit par le transistor T4 soit par le transistor T5. Lorsque la phase 4 est commandée par le transistor T4, celui-ci étant saturé le potentiel de la cathode de la diode D4 est proche de 0 volt ce qui impose un niveau 0 en sortie des moyens de détection (Dl, D2, D3,
D4) assurant le blocage de T5. Si la phase 4 est commandée par le transistor T5, le potentiel de la cathode de la diode D4, du fait de la présence de la diode D5 n'est plus fonction de la tension présente au point commun à la phase b4 et à la résistance R4 (anode de la diode
D5). Le potentiel d'anode de la diode D4 est alors le même que celui imposé par les diodes (D1, D2, D3) et donc, si aucune des phases 1, 2 ou 3 n'est commandée, le niveau de sortie de cet ensemble de diodes est le niveau 1 qui assure le maintien en conduction du transistor T5, quelque soit le potentiel d'anode de la diode D5 et donc la valeur de la résistance R4.
On notera que la présence de la diode D5 introduit un léger déséquilibre dans l'alimentation des phases du moteur en fonctionnement normal, du fait de la chute de tension dans la diode D5, lorsque le transistor T4 est conducteur. La chute de tension ainsi introduite (de l'ordre de 0,6 volts environ) est cependant suffisamment faible pour ne pas perturber sérieusement le fonctionnement du moteur.
Les modes de réalisation du dispositif suivant l'invention représentés aux figures 1 et 4 sont conçus pour être sensibles à une défaillance de l'électronique de commande comme à une défaillance des transistors T1, T2,
T3, T4 eux-mêmes.
Suivant l'invention, il est également possible de ne déclencher la conduction du transistor T5 de maintien qu'en cas de défaillance de l'électronique de commande, et non en cas de défaillance des transistors de puissance
T1, T2, T3, T4. On assure ainsi une commande permanente du transistor T5 en cas d'absence de commande des transistors (T1, T2, T3, T4). Ceci évite un fonctionnement en mode haché du transistor T5, sans utilisation d'une diode telle que la diode D5 qui a pour effet de déséquilibrer l'alimentation de la phase b4 lorsque le transistor T4 est conducteur, comme on l'a vu plus haut. La figure 5 représente un troisième mode de réalisation du dispositif suivant l'invention qui fonctionne sur ce principe.
Aux figures 1 et 5, un même repère est associé à un élément ou organe identique ou similaire. Le mode de réalisation de la figure 5 se distingue essentiellement de celui de la figure 1 en ce que les diodes D1, D2, D3, D4 sont montées passantes entre des lignes recevant des signaux logiques SL1t SL2t S S et la base d'un
SL2, SL3, SL4 transistor T6. Ces signaux commandent des circuits CB1, CB2 , CB3 , CB4 qui assurent, sous la commande de ces signaux, le blocage et le déblocage des transistors T1,
T2, T3, T4 . Le circuit collecteur-émetteur du transistor
T6 est connecté entre la borne commune aux résistances R1 et R2 et la ligne VB AT Des résistances de polarisation
R5, R6 sont montées entre la base du transistor T6 et cette ligne à VBAT d'une part, et entre cette base et la sortie des moyens de détection (D1, D2, D3, D4) d'autre part. Bien entendu, ces moyens de détection à diodes exécutant en fait une fonction logique, pourraient être remplacés par un circuit logique. On comprend que, dans ce mode de réalisation, c'est l'absence simultanée des quatre signaux SL1, SL2, SL3, SL4, qui, en bloquant le transistor
T6, va provoquer la mise en conduction du transistor T5 de maintien.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande de l'alimentation électrique d'un moteur pas à pas du type comprenant une pluralité d'interrupteurs (Tl, T2, T3, T4) commandant chacun l'alimentation d'une phase cP2, 2, (P4) du stator du moteur par une source d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (D1, D2, D3,
D4) pour détecter la mise hors conduction simultanée de toutes les phases et des moyens (T5) excités par ces moyens de détection pour commander la remise en conduction d'une (qui4) des phases, de manière à bloquer le rotor du moteur avec un couple de maintien prédéterminé établi par cette phase.
2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande de la remise en conduction de ladite phase (4) du stator comprennent un transistor (T5) de maintien dont le circuit émetteurcollecteur est placé en série avec cette phase, en parallèle avec le circuit émetteur-collecteur du transistor (T4) qui commande normalement l'alimentation de ladite phase, les moyens de détection (D1, D2, D3, D4) commandant la base du transistor (T5).
3. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de détection sont constitués par une pluralité de diodes (D1,
D2, D3, D4) montées chacune entre une borne de sortie d'une phase du stator du moteur et une borne d'extrémité d'un pont diviseur (R2, R3) dont le point milieu est connecté à la base du transistor (T5) de maintien, la pluralité de diodes constituant une porte logique câblée de fonction ET sensible à l'absence simultanée de courant dans toutes les phases pour établir sur le point milieu du pont diviseur une tension qui déclenche la mise en conduction du transistor (T5) et donc l'alimentation de la phase (b4) de maintien à laquelle ce transistor est associé.
4. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que le pont diviseur est constitué par deux résistances (R2) (R3) placées en série avec une résistance (R1) dont l'autre borne est connectée à la source d'énergie électrique (+VB A T)
5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'une résistance (R4) est montée en amont du circuit émetteur-collecteur du transistor (T5) de remise en conduction d'une phase du stator, pour limiter le courant dans la phase (b4) pendant les remises en conduction de cette phase et donc le couple de maintien appliqué par cette phase au rotor.
6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la résistance (R4) est choisie de manière à établir une alimentation hachée du transistor (T5) de maintien pendant les phases de remise en conduction de la phase (b4).
7. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendication 2 à 5, caractérisé en ce que les périodes de conduction des transistors (Tl, T2, T3, T4) sont commandées en modulation de largeur d'impulsions.
8. Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'un circuit de filtrage (R2, C1) est interposé entre la sortie des moyens de détection (D1, D2,
D3, D4) et la base du transistor (T5) de maintien.
9. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une diode (D5) montée passante entre la phase (b4) et une borne commune à une diode (D4) associée à cette phase et formant partie des moyens de détection, et au circuit émetteur-collecteur du transistor (T4) associé à la phase (b4), la diode (D5) empêchant le blocage du transistor (T5) de maintien en l'absence d'une commande normale d'au moins une des quatre phases du moteur.
10. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de détection sont constitués par une pluralité de diodes (D1,
D2, D3, D4) connectées chacune entre une source d'un signal de commande (SL1, SL2Z 5L 3 ' 5L 4 d un des interrupteurs (T1, T2, T3, T4) placés en série avec les phases ( 2, 3, 4) du stator respectivement, et la base d'un transistor (T6) de commande du transistor (T5), de manière que la mise en conduction du transistor (T5) résulte seulement d'une panne des sources des signaux de commande des interrupteurs (T1, T2, T3, T4).
11. Moteur pas à pas équipé d'un dispositif de commande d'alimentation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10.
FR9000913A 1990-01-26 1990-01-26 Dispositif de commande de l'alimentation electrique d'un moteur pas a pas et moteur pas a pas equipe d'un tel dispositif. Expired - Fee Related FR2657735B1 (fr)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9000913A FR2657735B1 (fr) 1990-01-26 1990-01-26 Dispositif de commande de l'alimentation electrique d'un moteur pas a pas et moteur pas a pas equipe d'un tel dispositif.
PCT/EP1991/000149 WO1991011851A1 (fr) 1990-01-26 1991-01-25 Dispositif permettant de commander l'alimentation en energie electrique d'un moteur pas a pas et moteur de ce type muni d'un tel dispositif
US07/916,135 US5304910A (en) 1990-01-26 1991-01-25 Device for controlling the electrical power supply of a stepping motor and stepping motor equipped with such a device
EP91902406A EP0511990B1 (fr) 1990-01-26 1991-01-25 Dispositif permettant de commander l'alimentation en energie electrique d'un moteur pas a pas et moteur de ce type muni d'un tel dispositif
ES91902406T ES2064993T3 (es) 1990-01-26 1991-01-25 Dispositivo para controlar la alimentacion de energia electrica de un motor paso a paso y motor paso a paso equipado con tal dispositivo.
DE69105718T DE69105718T2 (de) 1990-01-26 1991-01-25 Vorrichtung zur steuerung der elektrischen energiezufuhr eines schrittschaltmotors und mit solcher vorrichtung ausgerüsteter schrittschaltmotor.
KR1019920701775A KR920704408A (ko) 1990-01-26 1991-01-25 스테퍼 모터의 전원제어장치 및 그러한 장치가 설치된 스테퍼 모터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9000913A FR2657735B1 (fr) 1990-01-26 1990-01-26 Dispositif de commande de l'alimentation electrique d'un moteur pas a pas et moteur pas a pas equipe d'un tel dispositif.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2657735A1 true FR2657735A1 (fr) 1991-08-02
FR2657735B1 FR2657735B1 (fr) 1995-06-02

Family

ID=9393134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9000913A Expired - Fee Related FR2657735B1 (fr) 1990-01-26 1990-01-26 Dispositif de commande de l'alimentation electrique d'un moteur pas a pas et moteur pas a pas equipe d'un tel dispositif.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5304910A (fr)
EP (1) EP0511990B1 (fr)
KR (1) KR920704408A (fr)
DE (1) DE69105718T2 (fr)
ES (1) ES2064993T3 (fr)
FR (1) FR2657735B1 (fr)
WO (1) WO1991011851A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0939214A2 (fr) * 1998-02-26 1999-09-01 Denso Corporation Dispositif pour détecter d'anomalies dans un système d'entraínement pour moteur à courant continu

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07174041A (ja) * 1992-07-27 1995-07-11 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の燃料供給制御装置
US6307345B1 (en) * 2000-02-01 2001-10-23 James M. Lewis Resonant circuit control system for stepper motors
US8604709B2 (en) 2007-07-31 2013-12-10 Lsi Industries, Inc. Methods and systems for controlling electrical power to DC loads
US8903577B2 (en) 2009-10-30 2014-12-02 Lsi Industries, Inc. Traction system for electrically powered vehicles
US7598683B1 (en) 2007-07-31 2009-10-06 Lsi Industries, Inc. Control of light intensity using pulses of a fixed duration and frequency
US9018881B2 (en) * 2013-01-10 2015-04-28 GM Global Technology Operations LLC Stator winding diagnostic systems and methods
US10110148B2 (en) * 2014-02-25 2018-10-23 Fuji Corporation Stepping motor control device, component mounting machine provided with stepping motor control device, and stepping motor control method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5972997A (ja) * 1982-10-15 1984-04-25 Fujitsu Ten Ltd ステツピングモ−タの誤動作検知回路
JPS61135395A (ja) * 1984-12-05 1986-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd モ−タ駆動回路の自己診断回路
JPS62126898A (ja) * 1985-11-27 1987-06-09 Hitachi Ltd ステツプモ−タ駆動回路
US4730164A (en) * 1984-12-26 1988-03-08 Koyo Seiko Co., Ltd. Device for detecting abnormal conditions in a stepping motor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE454928B (sv) * 1986-10-10 1988-06-06 Ems Electronic Motor Systems Drivanordning for en reluktansmotor
FR2631389B1 (fr) * 1988-05-11 1993-05-28 Bendix Electronics Sa Dispositif de commande du papillon d'admission d'air d'un moteur a combustion interne
JPH02273098A (ja) * 1989-04-14 1990-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd ステッピングモータの駆動方式
JPH02303399A (ja) * 1989-05-17 1990-12-17 Canon Inc 電圧制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5972997A (ja) * 1982-10-15 1984-04-25 Fujitsu Ten Ltd ステツピングモ−タの誤動作検知回路
JPS61135395A (ja) * 1984-12-05 1986-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd モ−タ駆動回路の自己診断回路
US4730164A (en) * 1984-12-26 1988-03-08 Koyo Seiko Co., Ltd. Device for detecting abnormal conditions in a stepping motor
JPS62126898A (ja) * 1985-11-27 1987-06-09 Hitachi Ltd ステツプモ−タ駆動回路

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 329 (E-452)(2385) 08 novembre 1986, & JP-A-61 135395 (MATSUSHITA ELECTRIC IND) 23 juin 1986, *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, no. 346 (E-556)(2793) 12 novembre 1987, & JP-A-62 126898 (HITACHI) 09 juin 1987, *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 181 (E-261) 21 août 1984, & JP-A-59 072997 (FUJITSU K.K.) 25 avril 1984, *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0939214A2 (fr) * 1998-02-26 1999-09-01 Denso Corporation Dispositif pour détecter d'anomalies dans un système d'entraínement pour moteur à courant continu
EP0939214A3 (fr) * 1998-02-26 2000-01-12 Denso Corporation Dispositif pour détecter d'anomalies dans un système d'entraínement pour moteur à courant continu
US6154351A (en) * 1998-02-26 2000-11-28 Denso Corporation Apparatus for detecting abnormality in direct current motor driving system

Also Published As

Publication number Publication date
DE69105718T2 (de) 1995-06-08
US5304910A (en) 1994-04-19
ES2064993T3 (es) 1995-02-01
EP0511990A1 (fr) 1992-11-11
WO1991011851A1 (fr) 1991-08-08
EP0511990B1 (fr) 1994-12-07
DE69105718D1 (de) 1995-01-19
KR920704408A (ko) 1992-12-19
FR2657735B1 (fr) 1995-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2089963B1 (fr) Alimentation a deux onduleurs en serie pour actionneur electromecanique polyphase
FR2713843A1 (fr) Dispositif de commande à microprocesseur et circuits associés de commande et de détection pour un démarreur/générateur.
FR2896638A1 (fr) Dispositif de pilotage d'une machine tournante polyphasee
FR2470484A1 (fr) Procede de commande d'un montage darlington et montage darlington a faibles pertes
FR2657735A1 (fr) Dispositif de commande de l'alimentation electrique d'un moteur pas a pas et moteur pas a pas equipe d'un tel dispositif.
EP1746700A1 (fr) Dispositif d'alimentation d'un variateur de vitesse
FR2590420A1 (fr) Dispositif limiteur du courant d'alimentation pour un moteur electrique a courant continu, et moteur electrique equipe d'un tel dispositif
EP0338926A1 (fr) Dispositif d'alimentation électrique sous tension élevée du circuit auxiliaire d'un véhicule automobile
FR2503480A1 (fr) Moteur a courant continu a vitesse variable et procede de commande de la vitesse de ce moteur
EP1775823A2 (fr) Machine électrique
BE897592A (fr) Regulateur pour charge de batterie d'accumulateurs par alternateur a aimant permanent
WO2007083008A2 (fr) Dispositif de commande d'un transistor mos
EP0120723B1 (fr) Procédé et dispositif pour détecter si un moteur à courant continu est ralenti, et moteur comportant un tel dispositif
FR2812140A1 (fr) Regulateur de tension d'un generateur a courant alternatif pour vehicule
FR2927740A1 (fr) Appareil de commande destine a un alternateur embarque dans un vehicule
FR2619859A1 (fr) Circuit de commande d'allumage
FR2951334A1 (fr) Circuit d'amortissement variable pour servomoteur synchrone
EP0459902B1 (fr) Circuit de commande pour actionneur électromécanique et actionneur électromécanique utilisant un tel circuit
EP0263137B1 (fr) Circuit de commande de la commutation d'un moteur et application a la variation de vitesse du circuit de commande
EP0046435B1 (fr) Dispositif de démarrage et de contrôle de la vitesse d'un moteur électrique
WO2002071570A1 (fr) Alternateur de vehicule automobile a sortie d"information d"excitation
EP0911957B1 (fr) Moteur asynchrome monophasé à deux enroulements
EP2179501A1 (fr) Dispositif d'alimentation d'un actionneur domotique et procede de fonctionnement d'un tel dispositif
EP0070785B1 (fr) Dispositif d'alimentation d'un moteur à courant continu à excitation série pilote par un hacheur à conduction continue contrôlée
BE1005907A5 (fr) Inverseur pour metier a tisser.

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse
CA Change of address
CD Change of name or company name
CJ Change in legal form